基于微机控制的滤油机控制系统的设计

2011-06-07 08:41:14来源: 互联网
0 引 言
    系统由真空泵电动机和油泵电动机各一台组成,要求用单片机完成管道压力检测和油箱温度控制。用压力传感器采集数据并送单片机处理。系统采用两组加热管加热,每组功率为24 kW。用温度传感器采集数据并送单片机处理。当温度达到要求时,切断真空泵电机并随时显示当前温度值,接触器跳闸温度可以通过拔码盘设定送入单片机。系统中电机只能正转,不能反转,控制电路应具有反转报警装置。
    主回路采用空开和接触器实现,控制回路由单片机控制系统实现。系统启动顺序是:油泵电动机、真空泵电动机、加热管。两组加热管可分别单独加热和停机,但只有真空泵电机启动后加热管才能启动和运行。


1 控制系统主要硬件构成
    主回路交流接触器4个、空气开关2个、MCS-51系列单片微机芯片8031、各类外围接口芯片、A/D转换器、温度传感器、压力传感器、光电耦合器件、接触器驱动电路、LED显示电路等。控制系统如图1所示。

1.1 输入信号回路温度检测系统基本组成
    通过集成温度传感器AD590和单片机组成数字温度检测装置。AD590温度传感器属于半导体集成温度传感器,测量范围为-55~+150℃,输出电流与温度成线性关系,它以热力学温标零点作为零输出点,比例因子为1μA/℃。因此它能把温度信号变为与绝对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度好。AD590本身产生的是电流信号,它将温度转换为相应的电流信号输出,在传感器输出端加运算放大器OP-07,使其输出的电流信号转换为电压信号。

硬件电路采用双点温度调整误差,电路如图2所示。放大器采用OP-07单片精密运算放大器,它具有低噪声、低漂移和高增益特点,是一种通用性强的运算放大器。电容C4在此起滤波的作用。通过R1给AD590传感器提供稳定电压,所测温度由AD590温度传感器检测,给电压放大器提供电压信号,以供放大。这里用电位器RP1起到调零点的作用,电位器RP2起到调增益的作用,通过调整运放中的电阻RP1和电位器RP2,找到输出电压与被测温度的合适对应关系。

1.2 输出信号回路基本组成
    该电路用交流电磁式接触器控制设计,即由双向晶闸管驱动交流接触器KM线圈。额定工作电压为交流接触器线圈工作电压的2~3倍,额定工作电流为交流接触器线圈工作电流的1.5~2倍。此处为220 V的交流电压,选择10 A/660 V的双向晶闸管光耦合器MOC3041R的输入端接7407,由单片机的P1.0口输出低电平,双向晶闸管导通,接触器KM吸合。反之则接触器KM释放。最后再由交流接触器的触点控制动力回路。输出信号回路如图3所示。

3 控制系统温度检测程序设计
    温度检测程序的功能是连续进行4次A/D转换,求取转换结果的平均值,A/D转换采用查询方式。为保证数据的可靠性,采用均值滤波法进行软件滤波。
    温度控制程序的功能是将温度的检测值与设定值作比较,如果检测值大于设定值2℃,则关闭一台加热管;如果检测值大于设定值5℃,则关闭2台加热管;否则不调节。如果检测值小于设定值,则重新启动加热管1,2,以保证继续加热。A/D转换器采用AD0809芯片,考滤到计算调试和编程方便,取00H~FFH对应0~5 V和0~128℃,即每对应于1℃,数字量为02H,模拟电压量为0.039 V/℃,调试时,当温度为0℃时,调节RP1,使运放输出电压为0 V,AD0809转换后的数字量为00H,当温度为128℃时,调节RP2,使运放输出电压为5 V,AD0809转换后的数字量为FFH。


4 结 语
    该控制系统与PLC控制相比较,无须增加新的电路,就能对温度进行检测、转换和显示,在软件算法设计上采用滤波技术,在硬件的输出电路上采用光电耦合器件,实现光电隔离,防止接触器吸合过程中的电弧干扰。该控制系统用在滤油机上已获得了良好的使用效果,产生了较好的经济效益和社会效益,具有很好的推广价值。

关键字:控制系统  设计

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0607/article_6338.html
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