一种基于arm 的plc温度测量模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是应用在工业控制领域的温度测量模块，具体地涉及一种基于ARM的PLC温度测量模块。
【背景技术】
[0002]温度在PLC (可编程控制器)工业自动化领域是个重要的参数。通常在需要高精度温度测量监控的场合使用的是RTD (resistor temperature detector)和TC(thermocouple)原理，应用比较多的是钼热电阻，简称为:PT100钼电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。ΡΤ后的100即表示它在0°C时阻值为100欧姆，在100°C时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。此测温原理可应用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。
[0003]在PLC市场中，普通测温模块可以做到的精度是在千分五的精度，可以理解为如果测温范围是1000摄氏度，测温模块精度是千分五的话，用户对被测物体进行测温，得到的温度侦测值和物体的真实值之间会有5摄氏度的偏差。这个偏差在一些场合是可以接受的，在一些需要对温度进行精密监控的行业(如炼钢监控，水电站监控等)是无法接受。
[0004]因此，对于一些行业，温度测量的精度是十分重要的，能够进行精密监控的测温模块的产生是很有价值的。
【发明内容】
[0005]本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于ARM的PLC温度测量模块，本发明具有测温范围广，采样快，精度高、刷新速率快，并且有较好的应用前景。
[0006]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0007]本发明一种基于ARM的PLC温度测量模块，其中包括温度检测模块、热电阻(RTD)输入、模块化PLC平台，其结构要点是:外部的热电阻(RTD)输入的电阻信号转化为模拟量信号，再将模拟量信号转化为数字量信号传回配套的PLC总线通信，PLC可以根据总线通信对现场端进行温度监控，将温度值显示成常用的格式供用户使用；温度检测模块内部设置一个嵌入式微处理器、模数转换ADC模块、总线通信模块、8输入通道切换模块、高精度校验模块和精密电流源模块，它们之间相互电连接。
[0008]作为本发明的一种优选方案，本发明所述的嵌入式微处理器采用基于ARMC0RTEX-M3内核的STM32F205模块，采用STM32F205作为温度检测模块的中央处理器。
[0009]作为本发明的另一种优选方案，所述的模数转换ADC模块采用的是TI(德州仪器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC ;ADS1146内置低噪声可编程增益放大器(PGA)，一个精密的Delta - Sigma与ADC单周期解决数字滤波器，以及一个内部振荡器，支持数据速率高达2kSPS。
[0010]作为本发明的又一种优选方案，所述的8输入通道切换模块采用光继电器作为开关控制，组成光继电器阵列控制8通道轮询扫描输入，采样外部的RTD输入电阻值。
[0011]另外，高精度校验模块是由高精度电阻(精度0.01%)组成，精密电流源模块提供外部RTD输入电阻时的激励电流为0.5mA和2.5mA。
[0012]本发明的有益效果是。
[0013]本发明一种基于ARM的高精度PLC温度检测模块，通过PLC进行采样，处理，再输出，以达到实时监控现场的目的；处理模拟量数据转换成数字量传回用户或者上位机作监控使用，其具有精度高、刷新速率高的温度测量模块，有较好的应用前景。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一种基于ARM的PLC温度测量模块系统原理框图。
[0015]图2是本发明一种基于ARM的PLC温度测量模块中的温度检测模块内部结构框图。
【具体实施方式】
[0016]如图1和图2所不，为本发明一种基于ARM的PLC温度测量模块系统原理框图和温度检测模块内部结构框图。图中包括温度检测模块、热电阻(RTD)输入、模块化PLC平台，外部的热电阻(RTD)输入的电阻信号转化为模拟量信号，再将模拟量信号转化为数字量信号传回配套的PLC总线通信，PLC可以根据总线通信对现场端进行温度监控，将温度值显示成常用的格式供用户使用；温度检测模块内部设置一个嵌入式微处理器、模数转换ADC模块、总线通信模块、8输入通道切换模块、高精度校验模块和精密电流源模块，它们之间相互电连接。
[0017]本发明所述的嵌入式微处理器采用基于ARM C0RTEX-M3内核的STM32F205模块，采用STM32F205作为温度检测模块的中央处理器。所述的模数转换ADC模块采用的是TI(德州仪器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC ;ADS1146内置低噪声可编程增益放大器(PGA)，一个精密的Delta - Sigma与ADC单周期解决数字滤波器，以及一个内部振荡器，支持数据速率高达2kSPS。所述的8输入通道切换模块采用光继电器作为开关控制，组成光继电器阵列控制8通道轮询扫描输入，采样外部的RTD输入电阻值。另夕卜，高精度校验模块是由高精度电阻(精度0.01%)组成，精密电流源模块提供外部RTD输入电阻时的激励电流为0.5mA和2.5mA。
【主权项】
1.一种基于ARM的PLC温度测量模块，其中包括温度检测模块、热电阻(RTD)输入、模块化PLC平台；其特征在于:外部的热电阻(RTD)输入的电阻信号转化为模拟量信号，再将模拟量信号转化为数字量信号传回配套的PLC总线通信，PLC可以根据总线通信对现场端进行温度监控，将温度值显示成常用的格式供用户使用；温度检测模块内部设置一个嵌入式微处理器、模数转换ADC模块、总线通信模块、8输入通道切换模块、高精度校验模块和精密电流源模块，它们之间相互电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的PLC温度测量模块，其特征在于:所述的嵌入式微处理器采用基于ARM C0RTEX-M3内核的STM32F205模块，采用STM32F205作为温度检测模块的中央处理器。3.根据权利要求1所述的一种基于ARM的PLC温度测量模块，其特征在于:所述的模数转换ADC模块采用的是TI (德州仪器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC;ADS1146内置低噪声可编程增益放大器(PGA)，一个精密的Delta - Sigma与ADC单周期解决数字滤波器，以及一个内部振荡器，支持数据速率高达2kSPS。4.根据权利要求1所述的一种基于ARM的PLC温度测量模块，其特征在于:所述的8输入通道切换模块采用光继电器作为开关控制，组成光继电器阵列控制8通道轮询扫描输入，采样外部的RTD输入电阻值。5.根据权利要求1所述的一种基于ARM的PLC温度测量模块，其特征在于:所述的高精度校验模块是由高精度电阻(精度0.01%)组成，精密电流源模块提供外部RTD输入电阻时的激励电流为0.5mA和2.5mA。
【专利摘要】一种基于ARM的PLC温度测量模块。本发明具有测温范围广，采样快，精度高、刷新速率快，并且有较好的应用前景。本发明包括温度检测模块、热电阻（RTD）输入、模块化PLC平台，其结构要点是：外部的热电阻（RTD）输入的电阻信号转化为模拟量信号，再将模拟量信号转化为数字量信号传回配套的PLC总线通信，PLC可以根据总线通信对现场端进行温度监控，将温度值显示成常用的格式供用户使用；温度检测模块内部设置一个嵌入式微处理器、模数转换ADC模块、总线通信模块、8输入通道切换模块、高精度校验模块和精密电流源模块，它们之间相互电连接。
【IPC分类】G05B19/05, G01K7/22
【公开号】CN105487472
【申请号】CN201410474080
【发明人】陶建臣
【申请人】陶建臣
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日