工控软件在热电偶自动检定系统中的应用

　　0　引　言

　　温度是热处理的一个重要参数,在常用的几种感温元件中,热电偶应用最广,数量最大。随着产品工艺要求的提高,感温元件的质量也需相应地提高。因 此,对热电偶检定系统性能提出了越来越高的要求,也大大增加了计量人员的工作强度。基于这种需求,热电偶自动检定系统也就应运而生,出现了各种品牌的检定 系统。但是这些系统的使用情况都不是很理想,主要表现在两个方面:一是炉温调节、控制不甚理想;二是自动化程度不高,人为因素较多。市场上现有的检定系统 大多是考虑从控温仪表方面加以改进,以期提高系统的性能。当然从硬件角度提高控温仪的精度也能提高系统性能。但是这样不仅大大增加了系统的开发费用,而且 有些设备的性能指标是很难提高的。也有考虑采用各种控制算法(如:遗传算法、模糊算法、神经网络、AT参数自整定)对炉温进行调节的,但这些算法不易实 现,且控制效果还有待进一步证明。针对现有热电偶检定系统的现状和不足,提出了基于组态王的热电偶自动检定系统。

　　1　系统的整体框图

　　该系统主要由检定炉、传感器、多路切换开关、高精度数字仪表、晶闸管调功器、D/A转换器、运算放大电路和微机控制系统组成。

　　系统的工作原理:检定炉中的被检热电偶及标准热电偶的温度毫伏值,经多路切换开关切换进入数字仪表进行采集后通过通信接口RS485 (RS232)送至计算机处理、显示。在控温阶段,采用工控软件KingACT进行PID调节,偏差信号经高精度D/A转换器AD562转换后,送到可控 硅调功器触发可控硅,改变检定炉的加热功率,从而实现控温。当炉温升至第一个检定点时,开始保温并检测温场的条件。当温场符合要求,控制执行机构进行通道 切换,并检测多路开关两端的电势值,当检测到开关两端寄生电势满足检定要求时,进入采样阶段,对热电偶热电势进行采样。否则,重新转换开关,直到满足要 求。第一个点采样完毕之后,指示进行下一检定点的控温、采集。直至所有点检定结束,主机发出报警信号,并关闭可控硅。系统经过计算生成检定证书。这是一个 自动连续控温、跟踪调节,定点检测计算并打印输出的闭环系统。

　　2　系统的硬件设计

　　模拟信号经多路切换开关进入数据采集系统,其开关性能及质量对信号传输具有重大影响。理想情况是开关接通时内阻等于零,无附加残余电动势,能不 失真地传输信号。开关断开时内阻等于无穷大,无泄漏电流,使各路信号源相互之间以及各信号源与数据采集装置之间完全隔断。鉴于电子元件式开关导通电阻大, 驱动部分与开关元件不完全隔开,本系统采用机械触点式开关,该类开关具有理想的静态特性,检定时控制执行机构进行各通道之间的切换。