روش جبران نرم افزار چگونه پیاده سازی می شود؟

روش جبران نرم افزاری شامل -دستیابی به زمان واقعی دمای محل اتصال سرد با استفاده از حسگر دمای داخلی-است. یک ریزپردازنده، همراه با جدول کالیبراسیون ترموکوپل یا مدل ریاضی، به‌طور خودکار پتانسیل ترموالکتریک را محاسبه و تصحیح می‌کند، بنابراین به جبران دمای اتصال سرد با دقت بالا-کاملاً خودکار می‌رسد. این روش به طور گسترده در سیستم های اندازه گیری و کنترل هوشمند مدرن مانند PLC ها، DCS ها، کارت های جمع آوری داده ها و کنترل کننده های دما هوشمند استفاده می شود و در حال حاضر رایج ترین و کارآمدترین روش جبران در تنظیمات صنعتی است.

I. مراحل پیاده سازی اصلی روش جبران نرم افزار

کسب-در زمان واقعی دمای اتصال سرد

یک سنسور دمای با دقت بالا (مانند دماسنج مقاومتی پلاتین Pt100، ترمیستور NTC، یا یک حسگر دمای یکپارچه مانند LM35 یا AD590) در نزدیکی پایانه‌های سیستم اندازه‌گیری دما برای اندازه‌گیری دمای واقعی محیط اتصال سرد T0 نصب شده است. این سنسور در همان میدان دمایی اتصال سرد ترموکوپل قرار دارد و اطمینان حاصل می کند که T0 اندازه گیری شده به طور دقیق وضعیت اتصال سرد را منعکس می کند.

دریافت سیگنال پتانسیل ترموالکتریک: خروجی پتانسیل ترموالکتریک E(T,T0) توسط ترموکوپل با استفاده از یک مبدل A/D به دست می آید، که نیروی الکتروموتور ناشی از اختلاف دما بین اتصال گرم و اتصال سرد غیر{1} صفر است.

سیگنال باید فیلتر و تقویت شود تا نسبت سیگنال به-و پایداری اندازه گیری بهبود یابد.

جستجوی پتانسیل جبران:

بر اساس T0 شناخته شده، مقدار E(T0,0) مربوطه (یعنی پتانسیل ترموالکتریک بین دمای اتصال سرد T0 و 0 درجه) از جدول کالیبراسیون ترموکوپل ذخیره شده در حافظه سیستم مشاهده می شود.

جدول کالیبراسیون معمولاً بر اساس انواع مختلفی مانند K، E و S از قبل-ذخیره می‌شود و سیستم به‌طور خودکار مطابق با مدل تنظیم‌شده ترموکوپل مطابقت می‌دهد.

محاسبه پتانسیل ترموالکتریک کل

استفاده از قانون دمای میانی برای محاسبه برهم نهی:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0)+E(T 0,0)

این پتانسیل ترموالکتریک کل معادل E(T,0) را هنگامی که اتصال سرد 0 درجه است به دست می دهد.

E(T,0) بنابراین تأثیر نوسانات اتصال سرد را از بین می برد.

جستجوی معکوس جدول برای به دست آوردن دمای واقعی

E (T,0) محاسبه شده

E(T,0) مجدداً در جدول جستجو می شود تا دمای اتصال داغ مربوطه T را بدست آورد که سپس بر روی یک ابزار نمایشگر یا رایانه میزبان خروجی می شود.

از درون یابی خطی یا برازش چند جمله ای می توان برای بهبود دقت جستجوی جدول استفاده کرد، به ویژه برای انواع ترموکوپل با غیرخطی قوی (مانند نوع K) مناسب است.

II. معماری سخت افزار معمولی و جریان داده

لایه سنسور:

ترموکوپل (پایان سنجش دما)

سنسور دمای اتصال سرد (به عنوان مثال، Pt100)

لایه تهویه سیگنال:

پیش تقویت کننده (پتانسیل ترموالکتریک ضعیف را تقویت می کند)

فیلتر پایین-(تداخل فرکانس بالا را سرکوب می‌کند)

سوئیچ آنالوگ چند کاناله (کانال های ورودی مختلف را تغییر می دهد)

لایه تبدیل و پردازش:

مبدل A/D (سیگنال های آنالوگ را دیجیتالی می کند)

میکروکنترلر (MCU) یا CPU PLC (الگوریتم های جبران را اجرا می کند)

لایه خروجی و نمایشگر:

صفحه نمایش دیجیتال، سیستم اسکادا، رابط HMI

مثال: در یک PLC زیمنس S7-1200، سیگنال های ترموکوپل از طریق ماژول TC به دست می آید. به طور همزمان، ماژول به طور خودکار دمای اتصال سرد را می خواند. این برنامه دستورالعمل های "TCON" و "TCD" را برای تکمیل جبران و تبدیل دما فراخوانی می کند.

III. اشکال پیاده سازی پیشرفته جبران نرم افزار

روند صنعت: کنترل‌کننده‌های دمای بالا اکنون از ارتقاهای OTA به جدول کالیبراسیون پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند به طور خودکار انواع ترموکوپل را شناسایی کنند و به جبران هوشمند «plug-and-play» دست یابند.