在现代工业自动化控制系统中,温度是一个至关重要的参数。温度的*测量和控制对于保证产品质量、提高生产效率以及维护设备安全等方面都具有重要意义。温度变送器作为一种将温度信号转换为标准电信号的装置,被*应用于各种工业场景中。而PLC(可编程逻辑控制器)凭借其可靠性高、功能强大、编程灵活等优点,成为工业自动化控制系统中的核心控制单元。
两线制温度变送器由于其接线简单、成本低廉等优点,在实际应用中得到了*的采用。本文将详细介绍两线制温度变送器的原理、特点以及如何将其接入PLC系统,并提供相应的接线图和代码示例,帮助读者快速掌握两线制温度变送器的应用方法。
两线制温度变送器的工作原理基于电流信号传输。它通过一根两芯电缆同时实现供电和信号传输。变送器内部集成了温度传感器、信号调理电路以及电流输出电路。当温度发生变化时,传感器会产生相应的电信号,经过信号调理电路放大和转换后,以4-20mA的标准电流信号输出。电流信号的大小与被测温度成线性关系,例如4mA对应0℃,20mA对应100℃。
两线制温度变送器的供电电源通常由PLC的模拟量输入模块提供,该模块内部具有一个24V直流电源和一个电流采样电阻。当变送器接入PLC后,24V电源通过电流采样电阻和变送器内部电路形成回路,为变送器供电。同时,电流采样电阻会根据流经的电流大小产生一个电压信号,PLC的模拟量输入模块通过测量该电压信号即可获得变送器输出的电流值,从而间接得到被测温度值。
与三线制和四线制温度变送器相比,两线制温度变送器具有以下几个显著的优点:
**1. 接线简单:** 两线制变送器只需要两根导线即可完成供电和信号传输,大大简化了接线过程,降低了安装成本。
**2. 成本低廉:** 由于接线简单,所需的电缆和接线端子数量较少,因此整体成本相对较低。
**3. 抗干扰能力强:** 由于采用电流信号传输,两线制变送器具有较强的抗干扰能力,能够在较恶劣的工业环境中稳定工作。
然而,两线制温度变送器也存在一些缺点:
**1. 传输距离受限:** 由于受到导线电阻的影响,两线制变送器的传输距离一般不能太远,通常在100米以内。
**2. 精度相对较低:** 与四线制变送器相比,两线制变送器的精度相对较低,一般在±0.5%FS左右。
以下是将两线制温度变送器接入PLC的详细步骤:
**1. 硬件连接:**
a. 首先,断开PLC电源,确保安全操作。
b. 将两线制温度变送器的正极(+)连接到PLC模拟量输入模块的电源正极(+24V),负极(-)连接到模拟量输入模块的信号输入端(AI)。
c. 确保接线牢固可靠,避免松动或接触不良。
**2. PLC编程:**
a. 在PLC程序中,需要对所使用的模拟量输入模块进行配置,设置其输入信号类型为“4-20mA电流信号”。
b. 读取模拟量输入模块的输入值,该值通常是一个0-FFFFH的十六进制数,需要将其转换为实际的电流值。转换公式如下:
``` 电流值(mA) = (读取值 / 65535) * (20 - 4) + 4 ```
c. 根据电流值与温度的线性关系,将电流值转换为实际的温度值。例如,如果4mA对应0℃,20mA对应100℃,则转换公式如下:
``` 温度值(℃) = (电流值 - 4) / (20 - 4) * (100 - 0) + 0 ```
**3. 调试运行:**
a. 检查接线是否正确,PLC程序是否下载成功。
b. 上电,运行PLC程序,观察模拟量输入模块的输入值是否在正常范围内。
c. 使用标准温度计测量被测温度,与PLC程序中显示的温度值进行比较,验证系统的准确性。
以下是用西门子S7-1200 PLC实现两线制温度变送器数据采集的示例代码:
``` // 定义变量 VAR_INPUT i_temp_raw : WORD; // 模拟量输入原始值 END_VAR VAR_OUTPUT r_temp_actual : REAL; // 实际温度值 END_VAR // 读取模拟量输入值 i_temp_raw := WORD_TO_INT(IN[0]); // 假设模拟量输入模块地址为IN[0] // 将原始值转换为电流值 r_temp_actual := (INT_TO_REAL(i_temp_raw) / 65535.0) * (20.0 - 4.0) + 4.0; // 将电流值转换为温度值 r_temp_actual := (r_temp_actual - 4.0) / (20.0 - 4.0) * (100.0 - 0.0) + 0.0; ```本文详细介绍了将两线制温度变送器接入PLC的步骤,包括硬件连接、PLC编程以及调试运行等方面。通过本文的学习,读者可以快速掌握两线制温度变送器的应用方法,并将其应用到具体的工业自动化控制项目中。需要注意的是,在实际应用中,应根据具体的硬件设备和控制要求,选择合适的连接方式和编程方法,以确保系统的稳定性和可靠性。