空调房间多测点采集系统设计

2018-10-17

福建质量管理 2018年18期

(西安建筑科技大学信控学院陕西西安 710055)

前言

由于社会发展和人民生活水平的提高,空调室内气流组织不合理不仅会导致人员热舒适性降低,而且还会影响工作效率和身心健康[1]。空调室内气流组织的重要性日益凸显，需要设计一个多测点采集系统实现对室内相关参数的采集。同时，PLC不仅能实现各种各样的控制功能,还可以实现与设备通信联网的功能,不仅广泛应用于传统的逻辑控制、PID控制和变频调速等领域,还逐渐应用于数据采集、环境监测等领域[2]。

基于此，本文设计了一个多测点采集系统，主要由温度、风速传感器、数据线、上位机(包括STEP7、OPC及LabVIEW软件)组成，能够依次将温度、风速传感器输入的温度、风速信号进行转换和处理，直接完成所测温度、风速采样值在上位机中的数字显示及保存。

一、传感器与PLC数据通讯

多测点采集系统选用的传感器参数如表1所示，温湿度传感器采用的型号为HT10；风速传感器采用的型号为HD103T。传感器输出的电流均为4～20 mA。

表1 传感器参数

图1中，PLC模块由断路器、通信单元、CPU224XP、以太网单元、扩展单元、接线端子排等组成。其中：断路器一端为电源端，接入220V交流电源，另一端为负载端，与CPU的接线端口(L、N)相连；通信单元通过PC/PPI通信电缆将程序写入PLC模块中，用于处理传感器的采集信号；CPU224XP既负责PLC管理、执行、运算、控制等功能，也可以通过接线端口(L+、M)提供24V直流电压；以太网单元通过RS485通信端口连接网线实现PLC与上位机的通信；扩展单元中接线端口(L+、M)为电源端，接24V直流电压，接线端口(RN/N+/N-，N=A、B、C、D)为数据端，与接线端子相连；接线端子排中接线端口(TN/VN，N=1、2…6)为数据端，接传感器信号线，接线端子排中接线端口(24+/24-)为电源端，为传感器提供24 V直流电压。

图1 PLC与传感器接线图

二、PLC与上位机数据通讯

PLC与LabVIEW无法直接连接进行数据通信，应利用PC Access软件来实现两个软件间正常通信，方便于资源共享。PC Access软件是专用于200PLC的OPC Server(服务器)软件,OPC是嵌入式过程控制标准,是用于服务器/客户机链接的统一而开放的接口标准和技术规范[3]。

PLC与LabVIEW数据通讯具体如下：PLC与STEP7通过PC/PPI电缆连接，PC Access与STEP 7中的变量绑定，PC Access与LabVIEW之间利用OPC协议，进行数据通信。在上位机LabVIEW中添加相应数据采集程序，用于房间内温度、风速的参数数据存储到个人电脑，方便后期的数据处理分析。