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濾油機微機控制系統設計說明
時間: 2013-08-09 17:23:05     來源: 新鄉市華豫濾油機有限公司

濾油機微機控制系統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據并送單片機處理。系統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據并送單片機處理。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定送入單片機。系統中電機只能正轉,不能反轉,控制電路應具有反轉報警裝置。
主回路采用空開和接觸器實現,控制回路由單片機控制系統實現。系統啟動順序是: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 濾油機控制系統主要硬件構成
主回路交流接觸器4個、空氣開關2個、MCS-51系列單片微機芯片8031、各類外圍接口芯片、A/D轉換器、溫度傳感器、壓力傳感器、光電耦合器件、接觸器驅動電路、LED顯示電路等??刂葡到y如圖1所示。

1.濾油機 輸入信號回路溫度檢測系統基本組成
濾油機通過集成溫度傳感器AD590和單片機組成數字溫度檢測裝置。AD590溫度傳感器屬于半導體集成溫度傳感器,測量范圍為-55~+150℃,輸出電流與溫度成線性關系,它以熱力學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為與絕對溫度成比例的電流信號。該傳感器穩定性高、線性度好。AD590本身產生的是電流信號,它將溫度轉換為相應的電流信號輸出,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換為電壓信號。
硬件電路采用雙點溫度調整誤差,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起到調零點的作用,電位器RP2起到調增益的作用,通過調整運放中的電阻RP1和電位器RP2,找到輸出電壓與被測溫度的合適對應關系。

1.2濾油機 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計,即由雙向晶閘管驅動交流接觸器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濾油機 控制系統溫度檢測程序設計
濾油機溫度檢測程序的功能是連續進行4次A/D轉換,求取轉換結果的平均值,A/D轉換采用查詢方式。為保證數據的可靠性,采用均值濾波法進行軟件濾波。
濾油機溫度控制程序的功能是將溫度的檢測值與設定值作比較,如果檢測值大于設定值2℃,則關閉一臺加熱管;如果檢測值大于設定值5℃,則關閉2臺加熱管;否則不調節。如果檢測值小于設定值,則重新啟動加熱管1,2,以保證繼續加熱。A/D轉換器采用AD0809芯片,考濾到計算調試和編程方便,取00H~FFH對應0~5 V和0~128℃,即每對應于1℃,數字量為02H,模擬電壓量為0.039 V/℃,調試時,當溫度為0℃時,調節RP1,使運放輸出電壓為0 V,AD0809轉換后的數字量為00H,當溫度為128℃時,調節RP2,使運放輸出電壓為5 V,AD0809轉換后的數字量為FFH。

4 結 語
該控制系統與PLC控制相比較,無須增加新的電路,就能對溫度進行檢測、轉換和顯示,在軟件算法設計上采用濾波技術,在硬件的輸出電路上采用光電耦合器件,實現光電隔離,防止接觸器吸合過程中的電弧干擾。該控制系統用在濾油機上已獲得了良好的使用效果,產生了較好的經濟效益和社會效益,具有很好的推廣價值。

 

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