系統(tǒng)由真空泵電動機和油泵電動機各一臺組成,,要求用單片機完成管道壓力檢測和油箱溫度控制,。用壓力傳感器采集數(shù)據(jù)并送單片機處理。系統(tǒng)采用兩組加熱管加熱,,每組功率為24 kW,。用溫度傳感器采集數(shù)據(jù)并送單片機處理。當溫度達到要求時,,切斷真空泵電機并隨時顯示當前溫度值,,接觸器跳閘溫度可以通過拔碼盤設(shè)定送入單片機。系統(tǒng)中電機只能正轉(zhuǎn),,不能反轉(zhuǎn),,控制電路應(yīng)具有反轉(zhuǎn)報警裝置。
主回路采用空開和接觸器實現(xiàn),,控制回路由單片機控制系統(tǒng)實現(xiàn),。系統(tǒng)啟動順序是:油泵電動機、真空泵電動機,、加熱管,。兩組加熱管可分別單獨加熱和停機,,但只有真空泵電機啟動后加熱管才能啟動和運行。
1 控制系統(tǒng)主要硬件構(gòu)成
主回路交流接觸器4個,、空氣開關(guān)2個,、MCS-51系列單片微機芯片8031、各類外圍接口芯片,、A/D轉(zhuǎn)換器,、溫度傳感器、壓力傳感器,、光電耦合器件,、接觸器驅(qū)動電路、LED顯示電路等,??刂葡到y(tǒng)如圖1所示。
1.1 輸入信號回路溫度檢測系統(tǒng)基本組成
通過集成溫度傳感器AD590和單片機組成數(shù)字溫度檢測裝置,。AD590溫度傳感器屬于半導(dǎo)體集成溫度傳感器,,測量范圍為-55~+150℃,輸出電流與溫度成線性關(guān)系,,它以熱力學(xué)溫標零點作為零輸出點,,比例因子為1μA/℃。因此它能把溫度信號變?yōu)榕c絕對溫度成比例的電流信號,。該傳感器穩(wěn)定性高,、線性度好。AD590本身產(chǎn)生的是電流信號,,它將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號輸出,,在傳感器輸出端加運算放大器OP-07,使其輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,。
硬件電路采用雙點溫度調(diào)整誤差,,電路如圖2所示。放大器采用OP-07單片精密運算放大器,,它具有低噪聲,、低漂移和高增益特點,是一種通用性強的運算放大器,。電容C4在此起濾波的作用,。通過R1給AD590傳感器提供穩(wěn)定電壓,所測溫度由AD590溫度傳感器檢測,,給電壓放大器提供電壓信號,,以供放大。這里用電位器RP1起到調(diào)零點的作用,電位器RP2起到調(diào)增益的作用,,通過調(diào)整運放中的電阻RP1和電位器RP2,,找到輸出電壓與被測溫度的合適對應(yīng)關(guān)系。
1.2 輸出信號回路基本組成
該電路用交流電磁式接觸器控制設(shè)計,,即由雙向晶閘管驅(qū)動交流接觸器KM線圈,。額定工作電壓為交流接觸器線圈工作電壓的2~3倍,額定工作電流為交流接觸器線圈工作電流的1.5~2倍,。此處為220 V的交流電壓,,選擇10 A/660 V的雙向晶閘管。光耦合器MOC3041R的輸入端接7407,,由單片機的P1.0口輸出低電平,,雙向晶閘管導(dǎo)通,接觸器KM吸合,。反之則接觸器KM釋放,。最后再由交流接觸器的觸點控制動力回路,。輸出信號回路如圖3所示,。
3 控制系統(tǒng)溫度檢測程序設(shè)計
溫度檢測程序的功能是連續(xù)進行4次A/D轉(zhuǎn)換,求取轉(zhuǎn)換結(jié)果的平均值,,A/D轉(zhuǎn)換采用查詢方式,。為保證數(shù)據(jù)的可靠性,采用均值濾波法進行軟件濾波,。
溫度控制程序的功能是將溫度的檢測值與設(shè)定值作比較,,如果檢測值大于設(shè)定值2℃,則關(guān)閉一臺加熱管,;如果檢測值大于設(shè)定值5℃,,則關(guān)閉2臺加熱管;否則不調(diào)節(jié),。如果檢測值小于設(shè)定值,,則重新啟動加熱管1,2,,以保證繼續(xù)加熱,。A/D轉(zhuǎn)換器采用AD0809芯片,考濾到計算調(diào)試和編程方便,,取00H~FFH對應(yīng)0~5 V和0~128℃,,即每對應(yīng)于1℃,數(shù)字量為02H,,模擬電壓量為0.039 V/℃,,調(diào)試時,當溫度為0℃時,調(diào)節(jié)RP1,,使運放輸出電壓為0 V,,AD0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為00H,當溫度為128℃時,,調(diào)節(jié)RP2,,使運放輸出電壓為5 V,AD0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為FFH,。
4 結(jié) 語
該控制系統(tǒng)與PLC控制相比較,,無須增加新的電路,就能對溫度進行檢測,、轉(zhuǎn)換和顯示,,在軟件算法設(shè)計上采用濾波技術(shù),在硬件的輸出電路上采用光電耦合器件,,實現(xiàn)光電隔離,,防止接觸器吸合過程中的電弧干擾。該控制系統(tǒng)用在濾油機上已獲得了良好的使用效果,,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益和社會效益,,具有很好的推廣價值。