空調(diào)房間多測點采集系統(tǒng)設(shè)計

(西安建筑科技大學信控學院 陜西 西安 710055)

前言

由于社會發(fā)展和人民生活水平的提高,空調(diào)室內(nèi)氣流組織不合理不僅會導致人員熱舒適性降低,而且還會影響工作效率和身心健康[1]?？照{(diào)室內(nèi)氣流組織的重要性日益凸顯，需要設(shè)計一個多測點采集系統(tǒng)實現(xiàn)對室內(nèi)相關(guān)參數(shù)的采集。同時，PLC不僅能實現(xiàn)各種各樣的控制功能,還可以實現(xiàn)與設(shè)備通信聯(lián)網(wǎng)的功能,不僅廣泛應用于傳統(tǒng)的邏輯控制、PID控制和變頻調(diào)速等領(lǐng)域,還逐漸應用于數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域[2]。

基于此，本文設(shè)計了一個多測點采集系統(tǒng)，主要由溫度、風速傳感器、數(shù)據(jù)線、上位機(包括STEP7、OPC及LabVIEW軟件)組成，能夠依次將溫度、風速傳感器輸入的溫度、風速信號進行轉(zhuǎn)換和處理，直接完成所測溫度、風速采樣值在上位機中的數(shù)字顯示及保存。

一、傳感器與PLC數(shù)據(jù)通訊

多測點采集系統(tǒng)選用的傳感器參數(shù)如表1所示，溫濕度傳感器采用的型號為HT10；風速傳感器采用的型號為HD103T。傳感器輸出的電流均為4～20 mA。

表1 傳感器參數(shù)

圖1中，PLC模塊由斷路器、通信單元、CPU224XP、以太網(wǎng)單元、擴展單元、接線端子排等組成。其中：斷路器一端為電源端，接入220V交流電源，另一端為負載端，與CPU的接線端口(L、N)相連；通信單元通過PC/PPI通信電纜將程序?qū)懭隤LC模塊中，用于處理傳感器的采集信號；CPU224XP既負責PLC管理、執(zhí)行、運算、控制等功能，也可以通過接線端口(L+、M)提供24V直流電壓；以太網(wǎng)單元通過RS485通信端口連接網(wǎng)線實現(xiàn)PLC與上位機的通信；擴展單元中接線端口(L+、M)為電源端，接24V直流電壓，接線端口(RN/N+/N-，N=A、B、C、D)為數(shù)據(jù)端，與接線端子相連；接線端子排中接線端口(TN/VN，N=1、2…6)為數(shù)據(jù)端，接傳感器信號線，接線端子排中接線端口(24+/24-)為電源端，為傳感器提供24 V直流電壓。

圖1 PLC與傳感器接線圖

二、PLC與上位機數(shù)據(jù)通訊

PLC與LabVIEW無法直接連接進行數(shù)據(jù)通信，應利用PC Access軟件來實現(xiàn)兩個軟件間正常通信，方便于資源共享。PC Access軟件是專用于200PLC的OPC Server(服務(wù)器)軟件,OPC是嵌入式過程控制標準,是用于服務(wù)器/客戶機鏈接的統(tǒng)一而開放的接口標準和技術(shù)規(guī)范[3]。

PLC與LabVIEW數(shù)據(jù)通訊具體如下：PLC與STEP7通過PC/PPI電纜連接，PC Access與STEP 7中的變量綁定，PC Access與LabVIEW之間利用OPC協(xié)議，進行數(shù)據(jù)通信。在上位機LabVIEW中添加相應數(shù)據(jù)采集程序，用于房間內(nèi)溫度、風速的參數(shù)數(shù)據(jù)存儲到個人電腦，方便后期的數(shù)據(jù)處理分析。

三、結(jié)論

綜上所訴，多測點采集系統(tǒng)以PLC為硬件平臺，在上位機寫入采集程序，利用上位機LabVIEW軟件接口，通過PC Acess實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。與此同時，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、功能多樣等特點，能夠快速采集室內(nèi)、風速等參數(shù)，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與共享。