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
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
0 e9 A; d# x8 Y9 R, {: S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
器、继电器控制，提高了系统的自动化水平。
( f) x% H$ m0 l
# p: I$ C* b# m$ R7 H/ z9 A) g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
: G4 d* \4 `& d1 ]- c. R并送单片机处理。当温度达到要求时，切断真空泵电机
# a6 G  i; M. {6 A: \" g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，
* d! W! n  b+ o2 o# @$ Z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
" M* L- l' r; U/ B1 a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，
' E8 @0 s/ m; g5 Q% B8 `/ F但只有真空泵电机启动后加热管才能启动和运行。
  L! X" e! S. Ul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
& h  C% H: P/ W1 z0 _) ^3 X2 a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
% l# J+ m6 ]3 C: P; L9 ?2 h1 a通过集成温度传感器AD590和单片机组成数字温
度检测装置口]。AD590[2]温度传感器属于半导体集成
温度传感器，测量范围为一55～+150℃，输出电流与
9 U3 g9 Y7 B9 W+ O. ?/ ]2 }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1弘A／℃。因此它能把温度信号变为与绝
- }  F, I. N& W/ r+ f对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度
3 P- b; ?, `$ d) }" a/ a0 N好。AD590本身产生的是电流信号，它将温度转换为
; ^9 A$ r9 P" j- F, r1 H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
! o; `4 ^+ T+ P& o3 v示。放大器采用0P—07[们单片精密运算放大器，它具
% Q3 q5 b8 v- X+ C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C。在此起滤波的作用。通过R。给
. m* I# N6 a" AAD590传感器提供稳定电压，所测温度由AD590温度
' x$ [5 V, z% d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R，。起到调零点的作用，电位器Rm起到
9 ]4 g. U4 U! h, G! i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。
' \% Y( A* u7 y( b1．2输出信号回路基本组成．
" L+ d% n6 Q; l该电路用交流电磁式接触器控制设计b]，即由双向
+ n2 Z" _( F' f$ z+ Z' W0 l' l晶闸管驱动交流接触器KM线圈。额定工作电压为交
; b) y. i9 }5 ^流接触器线圈工作电压的2～3倍，额定工作电流为交
# P/ L& W# h$ ~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
& u( i5 e' R$ A4 ?MOC3041R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
力回路。输出信号回路如图3所示。
( {5 R' S5 [9 I) _+ e( ~  d* J系统通过74LSl64移位寄存器芯片扩展三位静态
显示电路‘“，每3 s刷新一次I。ED显示值，P1．3为输出
- k0 p2 `6 R6 X7 u3 f# l控制。当P1．3为高电平时，允许串行口输出数据给移
2 B: K8 D; O& [; ]7 P4 n1 c1 g7 Z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
' ~5 m1 R% c  l2 F+ v控制系统主程序主要是对系统进行初始化处理，其
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
0 G& s- Y8 Q3 I% ]: |) ^- \到则检测设定值、检测温度值、温度显示与控制等。由
; N  _  n& ^% Y; m& p5 L此可编出主程序和中断服务子程序，见图4、图5。
3控制系统温度检测程序设计
. {. J' R4 X4 A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