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  • 作者: SONBEST
  • 时间: 2014-09-27

基于SLST1-1温度传感器的远程粮仓测温系统

概述

      粮食温度检测是储备库中防止粮食霉烂、保质存放的重要环节。对于一个农业大国来讲,粮食生产、需求与储备量都很大。大量粮食在储备的过程中常因粮食湿度过大而升温发热,导致粮食大量腐烂变质,给国家带来巨大损失。所以粮仓监控系统中温度测量是整个系统的主要功能之一。

   基于SLST1-1的远程粮仓温控系统 ,利用数字温度传感器SLST1-1具有一线总线、可组网的特点,结合SM1200B多通道160点温度集中采集模块,给出基于SLST1-1的远距离分布式温度数据采集系统方案,讨论了160根SLST1-1数字温度传感器硬件连接和程系统方案.应用情况表明,该温度采集方案具有准确率高、稳定性好、安装方便等特点,有效提高了检测系统的性能。  

系统构成

   整个系统从结构上可分为三层:

用户监控层:由计算机或工控机及软件构成上位机系统

数据采集层:RS485系统及总线电缆

采集层:测温模块及测温电缆。

   上位机通过串行口与测温模块交换数据。工控制与多台模块采用主从分布式结构。系统组成结构系统方案所示,测温主机与上位机通过RS485总线连接,测温模块与主机通过RS485 总线连接。一台主机最多可管理64 台模块,一台模块可以测试160个温度点,一个小型系统可以管理160-10240个点。本设计适用于中大型粮库。系统主要部件为SM1200B温度集中采集模块,该模块包括电源管理模块、10通道温度采集模块、看门狗模块、通讯子模块、RS485接口模块及保护模块。温度采集采用内上海搜博的数字温度传感器SLST1-1或SCA3000粮仓专用测温电缆。上位机采用工控机或台式机,监控软件采用随模块自带的SensorView系统软件SV3000-1200。

SLST1-1数字温度传感器

     SLST1-1数字温度传感器温度测量范围为-55 ℃~+125 ℃,在-10 ℃~+85 ℃范围内,精度为±0.5 ℃,可实现9 bit~12 bit温度读取。SLST1-1具有一线总线的特点,可以轻松组建温度采集网络,并且体积小、分辨率高、抗干扰能力强,实用性和可靠性比同类产品更高[1],因此,在轴承测温[2]、冻土区公路路基温度测量[3]等场合有着广泛的应用。

   SLST1-1温度寄存器中的温度值以9 bit数据格式表示,而输出温度则是以16 bit符号扩展的二进制补码形式提供,其中低8 bit用补码表示,第9 bit~16 bit为扩展符号位。空调检测系统所需检测的温度值均在0 ℃以上,这样,只需读取缓存9个字节的前两个字节即可。

实物照片

  基于DS18B20的远距离分布式温度数据采集系统 (DS18B20、远距离、分布式、温度、数据采集、系统 、SM1200B、SLST1、集中采集、MODBUS-RTU|SLST1-1 DS18B20)

                  SS1001(即SLST1-1) 工业防护型温度传感器

 


SLST1-1硬件连接

    SLST1-1都有一个唯一的64 bit ROM地址,通过协议就能识别这些序列号,这样多个SLST1-1可以挂接在同一条单总线上,构成多点温度采集网络。由于SLST1-1具有“单总线”的技术特点,因此可以采用两种不同的方式连接单片机。

   (1)单端口并联连接:所有SLST1-1均连接在同一条总线上,然后再连接到单片机的某个I/O端口。这种连接方式具有硬件开销小的优点,理论上一根总线可以挂接256个SLST1-1,但若连接的数字传感器数量较多,单片机需要花较多的时间才能获得每个传感器的序列号,会降低系统的实时性,同时使得软件编程变得复杂。
   (2)多端口并行连接:每个SLST1-1独占单片机某个I/O端口。这种并行连接方式使得单片机能够对所有的数字传感器进行并行操作,同一时间能实现多个输入输出,实现对温度数据的快速读取,从而提高系统的实时性,同时也使得软件编程变得简单,缩短了项目的开发周期。

   根据空调检测系统的实际需要,系统可使用16-160根SLST1-1构成小型温度数据采集网络,结合单端口并联连接和多端口并行连接的连接特点,每个I/O端口连接1-16根SLST1-1,共用10个通道,采集模块与160根SLST1-1连接如方案图所示。SLST1-1的DQ端和模块的DQ端口相连。
 
    采集模块需要通过接口电路实现与SLST1-1连接,为让设备能够接入300-500米距离远的温度传感器,设备采用了强驱动的接口电路,有效增加了单总线接线距离并取得了很高的可靠性和稳定性。

   温度采集模块SM1600B固定在每个工作站的控制柜里,并将现场采集到的各点温度值实时传送给上位机。

应用组成
DS18B20在空调检测系统温度采集模块中的应用 (|CL0001)

设备名称              型号               备注
10通道1温度采集模块     SM1200B-160
总线电缆                4X0.75      长度可根据实际需求订购
温度传感器              SLST1-1     支持电缆长度:1-500米
系统在线监测软件        SV3000      可选配或订制

产品特点 

1. 提供二次开发通讯协议,便于二次开发

2.RS485总线接口,标准MODBUS-RTU协议

3. 传感器采集总线式布线,接线简单方便灵活。

4. 具有传感器搜索功能,可自动识别传感器ID 

5. 可以实时读入传感器

6. 可以在线读出传感器64位唯一序列号

7.每台仪器有唯一的地址,可以通过拔码开关更改

8.支持1-160个SLST1-1测点

9. 每个通道可驱动传感器总线最远长达350-500米

10.可与组态王、PLC等联机使用连接

应用范围

   基于SLST1-1温度传感器的远程粮仓测温系统可以工作在温湿度变化复杂、干扰源多的环境中。基于SLST1-1的远距离分布式温度数据采集系统可以包括多个SM1200B,每个SM1200B均配可接1-160个SLST1-1。

基于DS18B20的远距离分布式温度数据采集系统 (DS18B20、远距离、分布式、温度、数据采集、系统 、SM1200B、SLST1、集中采集、MODBUS-RTU|CL0002)

                 基于SLST1-1温度传感器的远程粮仓测温系统方案 
    基于SLST1-1温度传感器的远程粮仓测温系统可应用于变化复杂的现场状况,数字温度传感器SLST1-1需要采用不锈钢外壳封装,以达到防水防潮目的。SLST1-1温度采集点可分布在室内标准机的进风口、出风口和盘管。测量压缩机排气管温度时,不锈钢封装的SLST1-1需要嵌入固定到金属夹里面,通过这样测量方式得到的是排气管表面温度,需要利用上位机软件进行必要的数据处理,才能得到排气管的实际温度。
    上位机监控软件采用模块化设计,软件分为数据通信、数据采集、数据显示、数据管理、用户管理模块,并将各模块的实现代码封装成模块和类模块。需要注意的是:为了方便对SLST1-1数字温度传感器进行安装、测试和维护,监控软件应该有针对连接温度传感器的I/O端口,以及I/O端口上的温度传感器的测试界面。上位机监控界面温度显示区如图所示。

DS18B20在空调检测系统温度采集模块中的应用 (|sm1200b)
 
    采用SLST1-1的温度采集模块已应用到某大型粮库检测系统中,温度采集的准确性和实时性均满足系统的要求。数字温度传感器SLST1-1和SM1200B采集模块组成的温度采集系统,能同时满足成本和技术的要求,对组建多点温度采集网络具有一定的借鉴意义。
系统具有较高的性价比,已成功应用于许昌、尉氏等中型粮库中。该系统避免了因温度过高而导致大量粮食发霉变质所造成的损失,对于中型粮库可产生经济效益百万元以上,在粮食储藏技术领域内具有广阔的市场前景。

DS18B20在空调检测系统温度采集模块中的应用 (DS18B20、空调、检测、系统、温度采集、模块、SM1200B、SLST1-1、不锈钢、封装|CL0001)

SM1200B温度采集模块正面

DS18B20在空调检测系统温度采集模块中的应用 (DS18B20、空调、检测、系统、温度采集、模块、SM1200B、SLST1-1、不锈钢、封装|CL0001)

SM1200B温度采集模块背面

DS18B20在空调检测系统温度采集模块中的应用 (DS18B20、空调、检测、系统、温度采集、模块、SM1200B、SLST1-1、不锈钢、封装|CL0001)

SensorView系统软件SV3000