控制器設(shè)計(jì)采集溫度信號(hào)和壓力信號(hào)共8路溫度信號(hào)有主機(jī)排氣溫度,油氣分離器溫度,冷卻介質(zhì)的溫度。主機(jī)出口溫度。輸入電壓為010,溫度范圍為20.80壓力信號(hào)有機(jī)組排氣壓力,油氣分壓壓差,空氣過濾器壓差,主機(jī)嘖油壓力,輸入電壓為1開關(guān)量控制電機(jī)的主接觸器,啟動(dòng)接觸器,正常運(yùn)行接張旭領(lǐng)碩士研究生基金項(xiàng)目省科技支撐計(jì)劃2007203024;省科技廳科技平臺(tái)項(xiàng)目06108觸器,參數(shù)為16人250人電磁閥,風(fēng)扇和主機(jī)的急停,參數(shù)為顯人機(jī)界面方式顯,人機(jī)界面包括點(diǎn)陣式液晶,按鍵,指燈。
螺桿空壓機(jī)是利用壓縮空氣來提供動(dòng)力的種機(jī)器,由于螺桿空壓機(jī)的簡(jiǎn)單高效可靠以及直接的流體流動(dòng)特性,近些年得到了迅速的發(fā)展。與其配套的高性能控制器也越來越受到人們的重視。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比。高性能控制器具有自動(dòng)化程度高。效率高。有良好的人機(jī)交互功能等優(yōu)越性。控制器作為空壓機(jī)的心臟部分,國內(nèi)市場(chǎng)上配套的空壓機(jī)控制器大都是國外產(chǎn)品,市場(chǎng)基本上被國外壟斷。目前瑞典的阿特拉斯,英國的康普艾,美國的英格索蘭,美國的壽力等公司的控制器基本占據(jù)了國內(nèi)整個(gè)市場(chǎng)。國內(nèi)也有企業(yè)生產(chǎn)空壓機(jī)控制器,但都剛剛起步技術(shù)還不成熟。同時(shí)控制器在工作中的磨損很大,而國外控制器的價(jià)格又很高,維護(hù)起來又不方便,所以有的企業(yè)仍然在用繼電器控制空壓機(jī),對(duì)我國許多企業(yè)來說不但浪費(fèi)了資源和財(cái)力,又阻礙了我國經(jīng)濟(jì)和企業(yè)的發(fā)展。因此開發(fā)種性價(jià)比高,性能穩(wěn)定,又能滿足用戶要求的空壓機(jī)控制器有著重要的意義。
文中應(yīng)用只單片機(jī)作為主控制器。結(jié)合外圍電路和軟件開發(fā)出符合當(dāng)前空壓機(jī)控制器性能和要求的控制器。
基于,1單片機(jī)的螺桿空壓機(jī)控制器大學(xué)張旭領(lǐng)趙武唐愛民合外圍的信號(hào)采集放大電路,繼電器控制電路,鍵盤掃描和液晶顯電路,供電電路來完成。軟件上介紹了信息模塊的協(xié)調(diào)工作。實(shí)驗(yàn)證明,該控制器具有穩(wěn)定性高,運(yùn)行可靠,抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。
通訊有尺3485和,232兩個(gè)通訊口,可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
2.2控制器硬件組成與原理控制器作為空壓機(jī)控制系統(tǒng)中的處理中心,它監(jiān)控空壓機(jī)能要求,把硬件分為信號(hào)采集功能塊,液晶顯功能塊,開關(guān)量輸入功能塊。繼電器輸出控制功能塊。通訊功能塊和供電功能快。
硬件組成結(jié)構(gòu)如21采集的信號(hào)從傳感器接口輸入,經(jīng)過。濾波,信號(hào)選擇和信號(hào)放大后進(jìn)入,轉(zhuǎn)換模塊,經(jīng),88520處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中,并在液晶上顯出來,當(dāng)操作人員要查詢和修改在液晶上顯的該數(shù)據(jù)時(shí)??梢圆僮鹘缑嫔系陌存I。按鍵共8個(gè),采用矩陣式。處理結(jié)果通過繼電器輸出,并控制電機(jī)的停止,型和角形的轉(zhuǎn)換;主機(jī)和風(fēng)機(jī)停止;電磁閥的加載和卸載。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)不對(duì)時(shí),報(bào)警燈就會(huì)亮,同時(shí)報(bào)警器就會(huì)鳴叫,控制器不能處理的時(shí)候由操作人員緊急關(guān)閉機(jī)組,處理完再重新開機(jī),這些開關(guān)都在開關(guān)量上實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí),可以技術(shù)創(chuàng)新把,0機(jī)接在3232接口上進(jìn)行操作,同時(shí)增設(shè)了奶485遠(yuǎn)程監(jiān)控接口,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)空壓機(jī)的多機(jī)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控方式。整個(gè)控制器采用內(nèi)部供電,供電電壓為55.
信號(hào)選擇芯片選用低電壓模擬多路開關(guān)復(fù)用器1從4582,其雙輸出信號(hào)引腳增加了信號(hào)采集的高效性。信號(hào)放大芯片選用4運(yùn)放阽03運(yùn)算放大器1肘6484,它具有功耗低,增益高和軌對(duì)軌輸出特點(diǎn),增強(qiáng)了信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
0.0.轉(zhuǎn)換芯片選用肌34063,其集成了0.0.變換主要功能電路的芯片,它能被設(shè)計(jì)完成升降壓和極性變換的功能,而且所需外接元件少。+5轉(zhuǎn)換5選用芯片7660.
2.3.2壓力信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)溫度信號(hào)4路由鉑熱電阻傳感器輸入,壓力信號(hào)4路有硅壓力傳感器輸入。下面主要介紹壓力信號(hào)采集電路,壓力信號(hào)采集電路224路壓力信號(hào)采集后由,0104輸入,先經(jīng)過沉濾波,然后進(jìn)入低電壓模擬多路開關(guān)復(fù)用器肘人,4582,通道的選擇由引腳和8決定,和8的值由單片機(jī)尺03和尺04發(fā)脈沖來決定,當(dāng)人和8接受到單片機(jī)尺以和尺04發(fā)來的高低電平脈沖時(shí),相應(yīng)通道就會(huì)導(dǎo)通,此路信號(hào)就會(huì)被選擇進(jìn)入到放大電路進(jìn)行放大,然后進(jìn)入單片機(jī)以0模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化。如當(dāng)人8接受的都是00低電平。則,0和0導(dǎo)通,此道信號(hào)就會(huì)通過,和輸出到放大電路。選擇的信號(hào)經(jīng)過16484放大后直接進(jìn)入單片機(jī)的尺00尺03中的對(duì)應(yīng)引腳,然后有里面的以0轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)有單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算和處理,在放大電路中采用了全波矯正保護(hù)電路,有輸入線上的10!電阻實(shí)現(xiàn),通過電阻的降流來防止過大的電壓進(jìn)入放大器的輸入口。
繼電器輸出控制主要是作為開關(guān)置輸出來應(yīng)用,主要是控制接觸器和電磁閥。用了6個(gè)繼電器,K01K03繼電器用來控制主接觸器,啟動(dòng)接觸器和正常運(yùn)行接觸器。K04K06用來控制主機(jī),風(fēng)機(jī)和電磁閥。下面主要介紹電機(jī)控制電路,電機(jī)控制電路23電路王要是繼電器和極極管來實(shí)現(xiàn)的,由于501503參數(shù)的電流大,所以在其個(gè)電路上增加了,0式的0阻抗電容,用來抑制干擾和瞬間電流,從而起到保護(hù)接觸器的作用。左端端口的01控制主接觸器石02控制啟動(dòng)接觸器03控制正常運(yùn)行接觸器,右邊入口分別與單片機(jī)的RE3RE5引腳連接。
當(dāng)采集的數(shù)據(jù)處理后,單片機(jī)根據(jù)處理結(jié)果通過引腳向只3 RE5任個(gè)K口發(fā)送個(gè)高電平時(shí),PNP極管的集極和射極就會(huì)導(dǎo)通,繼電器就會(huì)吸合導(dǎo)通,相應(yīng)的控制接觸器就會(huì)導(dǎo)通,從而起到控制電機(jī)運(yùn)行方式的作用。
2.3.4電源電路設(shè)計(jì)電源采用0021型電動(dòng)單元組合儀2,直流電源,這種供電的優(yōu)點(diǎn)是各單元省掉了電源電壓器,沒有工頻電源進(jìn)入單元儀,既解決了儀發(fā)熱問,也為儀的防爆提供了有利條件。外輸入24直流電壓,進(jìn)入轉(zhuǎn)換電路,經(jīng)過肘,4063轉(zhuǎn)換后,電壓轉(zhuǎn)換為+5,而后,該電壓又經(jīng)過7660變成5電壓。
電路工作時(shí)5最大電流0.4安培,5最大電流0.02安培。電源電路242.4軟件設(shè)計(jì)為了軟件的簡(jiǎn)潔和協(xié)調(diào),軟件采用了模塊方式,通過各模塊之間的協(xié)調(diào)和通訊來完成運(yùn)行。共有單片機(jī)初始化模塊,液晶顯模塊,通訊模塊,按鍵掃描模塊40轉(zhuǎn)換模塊尤控制模塊。
監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)就是靠這些模塊的相互協(xié)調(diào)來完成,而模塊的協(xié)調(diào)又是通過信息庫來實(shí)現(xiàn)的。信息庫主要是用來存放協(xié)調(diào)模塊的信息。通過從信息庫中調(diào)用所存信息來與運(yùn)行中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行比較,達(dá)到設(shè)定值時(shí)就進(jìn)行響應(yīng)的報(bào)警或停機(jī)操作,從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。開機(jī)后單片機(jī)先初始化,然后從信息庫中調(diào)出上次數(shù)據(jù)。并與設(shè)定值進(jìn)行比較,若超出或低于設(shè)定值,控制模塊則發(fā)出指令禁止啟動(dòng)主機(jī),等到參數(shù)達(dá)到正常值時(shí)再啟動(dòng),若在正常值內(nèi)則啟動(dòng)主機(jī)。啟動(dòng)后1了始終監(jiān)控和處理著0轉(zhuǎn)換后的參數(shù)值,然后再通過放大和換算處理。最后把數(shù)值分別發(fā)送到信息庫中對(duì)應(yīng)的模塊。各模塊根據(jù)自己設(shè)定的參數(shù)與接受到鍵值則由存有相同值的模塊來處理并執(zhí)行相應(yīng)的功能。如果是以,值并且在設(shè)定的范圍內(nèi)則繼續(xù)運(yùn)行處理,否則就根據(jù)模塊功能做向應(yīng)的處理。軟件流程如254評(píng)場(chǎng)翻,00例女,技術(shù)創(chuàng)新3結(jié)束語結(jié)合外圍的信號(hào)采集放大電路,繼電器控制電路,鍵盤掃描和液晶顯電路,外部供電電路來設(shè)計(jì)了個(gè)穩(wěn)定性好的監(jiān)控控制器,此控制器不但電路簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性高,采集精度高等特點(diǎn),而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,可以為許多環(huán)境差而需要大動(dòng)力的機(jī)器提供穩(wěn)定可靠的動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)證明該控制器信號(hào)采集實(shí)時(shí)性較高,硬件部分的抗干擾能力和軟件部分的可靠性都很高。
考慮到信號(hào)采集的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定性,單片機(jī)選擇美國旭,公司生產(chǎn)的巧0188520,它集成了1個(gè)16通道的鉸轉(zhuǎn)換器,兩個(gè)支持RS485和RS232的可尋址USART模塊,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),同時(shí)其引腳有防瞬態(tài)能力,增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。