摘要:本文以与湿度有关的露点温度数据处理为例,介绍非线性露点温度曲线在和利时LM系列PLC中的实现方法。目前,采用由PLC、文本屏和传感器变送器所组成的系统代替单片机系统的方式,在分析和检测领域得到了广泛的应用。
1 概述
随着各行各业对湿度测量的要求越来越高,湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域。本文以与湿度有关的露点温度数据处理为例,介绍非线性露点温度曲线在和利时LM系列PLC中的实现方法。
我国在1986年正式成立了湿度与水分专业委员会,并开展了多次学术交流会,湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程,湿度被定义为气体中的水蒸气含量,其常用单位是PPM。习惯上,以露点-20℃为界,把所测气体分为高湿度气体和低湿度气体。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱和时的温度。形象地说,就是空气中的水蒸气变为露珠时的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值,可为什么用它来表示湿度呢?这是因为,当空气中的水汽已达到饱和时,气温与露点温度相同。当空气中的水汽未达到饱和时,气温一定高于露点温度。所以露点温度与气温的差值可以表示空气中的水汽饱和程度。表1所示为PPM与露点温度的离散统计关系。
表1 PPM与露点温度的离散统计关系
2 湿度检测算法设计
PPM的值由专用变送器送给和利时LM系列PLC的LM3310B高精度输入模块。根据表1的对应关系,PLC计算出露点温度值,并在文本显示器上进行显示,同时以多路露点温度值的平均值作为关键参数,参与大系统的离散控制和过程控制。
由表1可知,PPM和露点温度值之间的关系为55个离散点。如果采用PLC特征曲线指令(CHARCURVE),则坐标点数不能超过11个。所以采用曲线拟合离散点的方法,画出离散点图,拟合出曲线公式。实践表明,由于曲线的非线性特性,一条曲线不足以满足精度,所以分为5个区间,采用5个公式来进行表达。将这5个公式输入PLC,由PLC根据公式来计算露点温度值。
首先按照PPM从小到大的顺序排列坐标点,规划出5个互相交叉的区间:[0.184,4.6],[4.6,80],[80,841], [841,2346],[2346,6032]。然后按照规划好的区间拟合出5条非线性曲线,并分别给出非线性曲线所对应的公式,如表2所示。
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