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
! K9 M4 \6 M& e0 }9 K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
# b) G7 T- h$ L8 W% t: n器、继电器控制，提高了系统的自动化水平。

! v1 g- K) W8 |9 o系统由真空泵电动机和油泵电动机各一台组成，要
* d2 M, J/ X2 v9 ]. l0 o; p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
) _! \0 W( q& L! `( M并送单片机处理。当温度达到要求时，切断真空泵电机
8 Q' J# f3 [- f- ?7 C& [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，
控制电路应具有反转报警装置。
# a8 F% }/ g* S8 E; N7 h! F0 }6 w主回路采用空开和接触器实现，控制回路由单片机
8 x# j/ N) h6 f  p$ y. D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。
% s% ?; T! {  V- v6 ?# R) O; {& Fl控制系统主要硬件构成
2 B0 w- n. S# s5 c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
1 n7 H+ w1 J/ H: f9 |6 k器、温度传感器、压力传感器、光电耦合器件、接触器驱
; G/ Q3 D$ K- h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
0 }! c7 r; j7 y( R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
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
2 k& U6 A1 r$ T2 W" u9 L/ l对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度
( |$ A' z  h- c; ]& @  T' }" Y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。
: X* K/ _5 K( ~6 |1 i: B硬件电路采用双点温度调整误差口]，电路如图2所
; Z; w' A' |8 d/ ~% j示。放大器采用0P—07[们单片精密运算放大器，它具
" z+ H# U; b( y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
/ B( t( U6 G5 n( i* ?' |0 e  RAD590传感器提供稳定电压，所测温度由AD590温度
3 h$ _2 c- |  m, @; D+ R传感器检测，给电压放大器提供电压信号，以供放大。
: \% V0 {1 e- a这里用电位器R，。起到调零点的作用，电位器Rm起到
2 M, I$ V/ ^, c& ]# K) K6 c! T4 |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。
1．2输出信号回路基本组成．
1 W4 U" b6 \' w* e8 I4 x该电路用交流电磁式接触器控制设计b]，即由双向
5 C- W! q7 k5 J, m, P5 ~1 b晶闸管驱动交流接触器KM线圈。额定工作电压为交
) b( }9 I6 ]/ |$ u* [, I) F* {流接触器线圈工作电压的2～3倍，额定工作电流为交
7 r, M+ w# U7 B' J8 E; [! M' A$ ?4 m9 I流接触器线圈工作电流的1．5～2倍。此处为220 V的
4 X' f: B9 D! |8 ^+ c; m- P交流电压，选择10 A／660 V的双向晶闸管。光耦合器
3 k; N6 D. y* y$ o$ iMOC3041R的输入端接7407，由单片机的P1．o口输
' i3 _' H; \( |5 Z) o9 M出低电平，双向晶闸管导通，接触器KM吸合。反之则
) U2 k+ R/ p+ b/ g7 F. [3 {接触器KM释放。最后再由交流接触器的触点控制动
& }7 w9 `6 [$ 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
显示电路‘“，每3 s刷新一次I。ED显示值，P1．3为输出
+ u: W; n& d  U6 c控制。当P1．3为高电平时，允许串行口输出数据给移
! s/ C, j8 e" w5 c4 P# ]. q位寄存器，当P1．3为低电平时，串行口禁止输出数据。
6 X  z  l7 D4 y; n: W( b% z. a2控镧系统主程序设计
5 ^/ _% s8 d7 q6 [( Q. g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。
( \, q3 b+ K$ S; r  q# p/ `系统中断服务程序的功能是：判断是否定时时间到，若
, M; Y# s" J4 T( C! e. ?. L到则检测设定值、检测温度值、温度显示与控制等。由
此可编出主程序和中断服务子程序，见图4、图5。
" i* E* M9 y  I' l. x3控制系统温度检测程序设计
& f9 Z% \# F1 E" B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