基于微机控制的滤油机控制系统的设计

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摘要：常规的滤油机操作系统是通过操作不同按钮．使设备按照一定的顺序启停。为了减小操作系统占用空间，改变
( k4 d# M8 t; g( ?+ {7 P" O操作人员记忆各种开关的操作次序，提高控制系统自动化程度，利用8051单片机通过温度传感器与A／D转换芯片实现对滤
& t7 u7 G; h/ u$ h. D  E, O油机温度自动检测、实时显示。根据检测到的温度值进行计算，确定电机启、停顺序的系统控制。该系统革新了传统的接触
0 ]1 R0 o; t; x; J器、继电器控制，提高了系统的自动化水平。
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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
! W5 }/ l3 g9 S! N* O力传感器采集数据并送单片机处理。系统采用两组加
: r) C0 m3 R  ]8 o热管加热，每组功率为24 kW。用温度传感器采集数据
$ E& T3 W& i; y并送单片机处理。当温度达到要求时，切断真空泵电机
$ M" c. s' ~0 @/ R) ]并随时显示当前温度值，接触器跳闸温度可以通过拔码
盘设定送人单片机。系统中电机只能正转，不能反转，
9 N; i3 d( k9 Z+ U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。
l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一51
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
5 L1 Y2 x+ ~6 k) F# g& `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
: W) q1 e4 j+ Y$ j. _5 `度检测装置口]。AD590[2]温度传感器属于半导体集成
# E, S+ e0 x( K/ m温度传感器，测量范围为一55～+150℃，输出电流与
0 @: ^: l8 m6 D! V( x% ^: F温度成线性关系，它以热力学温标零点作为零输出点，
9 v0 |& P: a5 a) `5 n比例因子为1弘A／℃。因此它能把温度信号变为与绝
3 C" i4 P# y) ^' R对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度
1 |$ {& `) ?2 M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
0P—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口]，电路如图2所
0 S/ W7 L3 N1 X/ [! \8 f1 D; ^示。放大器采用0P—07[们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
. _  O0 S0 y  b& e% H  @1 A算放大器。电容C。在此起滤波的作用。通过R。给
+ L- ^9 ]. [6 |# P6 x3 w& S5 N! A, h% NAD590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。
7 l1 P& u4 q; T* ^' _- A这里用电位器R，。起到调零点的作用，电位器Rm起到
5 T( @& o  {# o( X3 Z2 z调增益的作用，通过调整运放中的电阻Rn和电位器
R咒，找到输出电压与被测温度的合适对应关系。
0 U) v- Y1 f9 a9 z8 E1．2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b]，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
! W1 \# Z& H$ S8 f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
4 D% e- y0 u/ V7 G6 K交流电压，选择10 A／660 V的双向晶闸管。光耦合器
- V! v# j5 b) y' G. n( ^! SMOC3041R的输入端接7407，由单片机的P1．o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
, P6 A9 L8 G; a# N9 W$ ^' R  K力回路。输出信号回路如图3所示。
系统通过74LSl64移位寄存器芯片扩展三位静态
0 c! S. E/ Y4 C/ G' ?  u1 R显示电路‘“，每3 s刷新一次I。ED显示值，P1．3为输出
控制。当P1．3为高电平时，允许串行口输出数据给移
5 ]9 O& J% R' h位寄存器，当P1．3为低电平时，串行口禁止输出数据。
2控镧系统主程序设计
控制系统主程序主要是对系统进行初始化处理，其
! `5 w+ I/ o; R& ^" p( ~5 U# Y中包括端口初始化、定时器设定、系统中断方式设定等。
系统中断服务程序的功能是：判断是否定时时间到，若
2 Z1 L9 c) U5 m! F' W% Z. O9 a6 ^1 b到则检测设定值、检测温度值、温度显示与控制等。由
# A6 e% W+ `5 S- f, Y; s5 }! H! e  B此可编出主程序和中断服务子程序，见图4、图5。
- Z" p9 O6 ~$ V1 v3控制系统温度检测程序设计
2 [, a' R- u. g; }温度检测程序的功能是连续进行4次A／D转换，

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可以找带AD的单片机，这样还能节省成本