基于微机控制的滤油机控制系统的设计

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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并送单片机处理。当温度达到要求时,切断真空泵电机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入单片机。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。
        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。


    1 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-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度检测装置。AD590温度传感器属于半导体集成温度传感器,测量范围为-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1μA/℃。因此它能把温度信号变为与绝对温度成比例的电流信号。该传感器稳定性高、线性度好。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OP-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,电路如图2所示。放大器采用OP-07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算放大器。电容C4在此起滤波的作用。通过R1给AD590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。这里用电位器RP1起到调零点的作用,电位器RP2起到调增益的作用,通过调整运放中的电阻RP1和电位器RP2,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
        该电路用交流电磁式接触器控制设计,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的交流电压,选择10 A/660 V的双向晶闸管。光耦合器MOC3041R的输入端接7407,由单片机的P1.0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。

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