基于單片機(jī)的智能油溫檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)目前液壓系統(tǒng)油溫過(guò)高導(dǎo)致系統(tǒng)保護(hù)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的智能油溫檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。詳細(xì)闡述了該智能油溫檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的原理。該智能油溫檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)以Atmel公司AT89C51型單片機(jī)為主要內(nèi)核，采用銅熱電阻Cu50和摩托羅拉公司MC14433型A／D轉(zhuǎn)換器為溫度信號(hào)采集裝置，并以7448芯片驅(qū)動(dòng)LED顯示，在精確測(cè)量溫度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)油溫升高超限報(bào)警功能。
關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；油溫檢測(cè)；A／D轉(zhuǎn)換器；LED顯示

0 引言
目前，液壓系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，其油溫過(guò)高導(dǎo)致系統(tǒng)保護(hù)是困擾液壓系統(tǒng)連續(xù)工作穩(wěn)定性的主要問(wèn)題，由于油路在循環(huán)過(guò)程中油溫不斷升高，當(dāng)油路溫度超出油泵安全運(yùn)行溫度時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須停止運(yùn)行液壓系統(tǒng)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作油泵臺(tái)數(shù)不斷增加時(shí)，工作人員須反復(fù)檢查每套液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。針對(duì)以上問(wèn)題設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的智能油溫檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)在液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量并實(shí)時(shí)顯示油溫，當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)警值時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫報(bào)警，該設(shè)計(jì)成本和維護(hù)費(fèi)用較低。提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成，可實(shí)現(xiàn)精度±0．5℃的油溫檢測(cè)并實(shí)時(shí)顯示，溫度上限設(shè)定范圍由值班人員現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，當(dāng)溫度高于上限時(shí)驅(qū)動(dòng)LED報(bào)警燈亮，同時(shí)蜂鳴器嗚叫。系統(tǒng)配有鍵盤，可設(shè)上限報(bào)警，系統(tǒng)配有打印機(jī)可實(shí)時(shí)打印現(xiàn)場(chǎng)油溫，采用RS 232C標(biāo)準(zhǔn)與上位機(jī)通信實(shí)現(xiàn)編程。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 硬件部分
2．1 傳感器及調(diào)理電路
傳感器采用價(jià)格低廉、穩(wěn)定性較好的銅熱電阻Cu50，其精度達(dá)到±0．05℃、測(cè)溫范圍-50～150℃。
調(diào)理電路采用兩級(jí)放大環(huán)節(jié)，芯片Op07作為放大器，第一級(jí)為差動(dòng)電橋放大器，可獲得較高的共模抑制比，第二級(jí)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于處理和傳輸?shù)男盘?hào)。
A／D轉(zhuǎn)換器采用與微處理器接口更為方便的BCD碼輸出的MC14433，將調(diào)理電路輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送入CPU處理。
2．2 微處理器
系統(tǒng)采用AT89C51型單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要完成數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、狀態(tài)顯示、越限報(bào)警、中斷控制、定時(shí)打印、鍵盤操作、A／D采集、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。
2．3 人機(jī)接口
顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及被控參量的實(shí)時(shí)值、便于操作人員對(duì)儀器進(jìn)行操作，如設(shè)定溫度上限，包括鍵盤、顯示器、打印機(jī)接口、狀態(tài)指示燈及報(bào)警裝置驅(qū)動(dòng)電路。鍵盤采用獨(dú)立鍵結(jié)構(gòu)、中斷查詢結(jié)合。其特點(diǎn)是程序編制簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。設(shè)定上限需要兩個(gè)按鍵，分別是加1和減1，系統(tǒng)對(duì)置上限鍵進(jìn)行中斷查詢，待確定控制要求后再對(duì)加1和減1進(jìn)行查詢。
顯示器采用三位七段數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)顯示、軟件譯碼、共陰極、OC門驅(qū)動(dòng)。采用7407芯片對(duì)陰極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，配合P2口約2 mA的灌電流，亮度較高。
打印機(jī)選用MP-16智能微型打印機(jī)，機(jī)芯為Model-150-II16行針打，控制方式采用定時(shí)打印式，設(shè)一個(gè)按鍵接到外部中斷引腳上，何時(shí)打印受操作人員控制，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。由于油溫變化較為緩慢，采用定時(shí)打印就能夠滿足實(shí)時(shí)性要求，定時(shí)間隔可根據(jù)需要設(shè)置。