【文章內(nèi)容簡介】 ，則反之。圖211 風(fēng)機溫度控制電路（2）超溫、跳閘、故障控制電路該部分是溫控器的重要組成部分，用以對異常情況及時動作，充分對變壓器進行保護。溫控器有3個常開式繼電器，分別接上超溫、故障和跳閘信號，如圖212所示。當某相有信號時，常開觸點閉合，執(zhí)行相應(yīng)的動作。為了引起操作人員對異常信號的注意，由S8050三極管來驅(qū)動，主要來用對超溫、跳閘和傳感器故障進行聲光報警，同時控制面板上相應(yīng)的指示燈點亮，對異常情況區(qū)別。超溫、跳閘、故障控制電路如圖212所示。圖212 跳閘控制電路 電源部分 電源在智能儀器中具有特殊的地位，一方面它為系統(tǒng)提供正常工作所需要的電能；另一方面，它是各種電磁干擾傳輸?shù)闹匾ǖ?。為了突出電源的重要性，把電源作為智能溫度控制器的一個子系統(tǒng)。在整個溫控器有幾個不同等級的電壓，它們分別是首先對輸入的220V進行整流，再通過電容濾波和7912和7812等穩(wěn)壓器得到主板上各個芯片所需的直流電壓。在整個硬件電路設(shè)計中考慮到干擾的存在，采用了一系列的保護措施，如光電隔離。對于AT89C51采用X25045（可編程看門狗電壓監(jiān)控及EEPROM），X25045把常用的看門狗定時器、電壓監(jiān)控和EEPROM組合在一個單個的封裝之內(nèi)，看門狗定時器對微控器提供了獨立的保護系統(tǒng)。電源電路如圖213所示。 圖213電源電路第3章軟件的設(shè)計 軟件上，在單片機上實現(xiàn)多種功能，并保證控制精度，軟件設(shè)計必須實現(xiàn)功能占CPU時間的分配上做到有主有次，既要保證完整性，又要保證實時性。溫度控制器在軟件上采用C51開發(fā)，用模塊化結(jié)構(gòu)。首先進行數(shù)據(jù)存儲區(qū)的設(shè)置。標志位設(shè)置，接著是主程序，首先是主要初始化工作，如中斷優(yōu)先級，定時器設(shè)置及串行口中斷設(shè)置等，其他的所有功能都是在中斷服務(wù)程序中完成。通過X25045讀寫數(shù)據(jù)。風(fēng)機控制程序、三相溫度查詢、鍵值響應(yīng)、溫度轉(zhuǎn)換為BCD碼、顯示等一系列的子程序，分別完成查詢顯示、設(shè)置和控溫等功能。其軟件設(shè)計如圖31。 圖31 軟件設(shè)計 電阻溫度計軟件由主程序和中斷服務(wù)程序組成，主程序完成定時器、計數(shù)器、EEPROM、顯示控制驅(qū)動器PS7219等的初始化，鍵盤操作管理，數(shù)據(jù)采集處理，控制輸出及顯示。中斷服務(wù)程序主要處理突然停電時的數(shù)據(jù)保留，如三相溫度及相位。 基本功能 (1)巡回/最高轉(zhuǎn)換功能 巡回測量:依次巡回測量并顯示A,B,C三相溫度。最高相溫度測量:巡回測量A,B,C三相溫度并顯示其中最高相溫度。開機時本鍵處于巡回狀態(tài)。(2)黑匣子功能 在遇突然斷電時能自動保留斷電前的三相溫度和相位。 (3)數(shù)據(jù)保留與處理功能 可自動保留歷史最高溫度數(shù)據(jù)(斷電后不丟失),可清除歷史最高溫度?？煞奖愕匦薷谋Ａ魷囟瓤刂圃O(shè)定值（滿足T4＞T3＞T2＞T1。其中，風(fēng)機啟動溫度T2=100℃，可調(diào)范圍177。20℃；風(fēng)機停止溫度T1=80℃，可調(diào)范圍177。20℃；超溫報警溫度T3=130℃，可調(diào)范圍177。20℃；超溫跳閘溫度T4=150℃，可調(diào)范圍177。20℃）。 (4)故障檢測功能 傳感器若出現(xiàn)開路或短路,能自動報警(故障接點吸合)并顯示。 (5) “風(fēng)機”自動啟停功能 當所測量溫度高于設(shè)定溫度T2時,“風(fēng)機”自動啟動,“風(fēng)機”啟動指示燈亮；三相測量溫度低于T1時,“風(fēng)機”自動停止,“風(fēng)機”啟動指示燈滅。(6) 超溫報警功能 當所測量溫度高于設(shè)定溫度T3時,超溫接點自動吸合,超溫指示燈亮,蜂鳴器發(fā)間斷音報警?！鏁r,超溫接點斷開,超溫指示燈滅,蜂鳴器終止發(fā)聲報警。(7)超溫跳閘報警功能 當所測量溫度高于設(shè)定溫度T4時,跳閘接點自動吸合,跳閘指示燈亮,蜂鳴器發(fā)長音報警。℃時,跳閘接點斷開,跳閘指示燈滅,蜂鳴器終止長音報警。 (8)警示回歸 當溫控器超溫或跳閘蜂鳴器報警后,按一下本鍵,報警聲停止1h左右,再按一次,則恢復(fù)報警。(9)安全報警 溫控器接受外接長開接點輸入,若該接點閉合(配電室門開啟時),蜂鳴器發(fā)長音報警。 (10) 自檢功能 溫控器能自檢除跳閘以外的所有輸出功能。 開機后首先進行初始化操作，從EEPROM中調(diào)出TTTT1的溫度值，如有鍵盤按下，則先執(zhí)行相應(yīng)的鍵盤處理程序，此后同時啟動計數(shù)器和定時器，單片機對CD4052的通道進行選擇就可得到相應(yīng)的計數(shù)值，對于每一個通道進行3次采樣取中間值，直至得到所有要求的溫度計數(shù)值，然后對計數(shù)值進行相應(yīng)的換算處理，根據(jù)儀器的要求輸出相應(yīng)的控制信號控制各繼電器的狀態(tài)。在程序設(shè)計中，為了防止跳閘操作的誤動作，考慮到溫度的變化是個緩慢過程，溫度上升時必先到達風(fēng)機啟動溫度T2，然后到達超溫報警T3，最后到達超溫跳閘溫度T4，在輸出超溫跳閘控制信號前檢驗風(fēng)機和超溫報警繼電器的狀態(tài)。同時在硬件電路中，用與門實現(xiàn)風(fēng)機啟動控制信號、超溫報警控制信號和單片機輸出的超溫跳閘控制信號相與作為真正的超溫跳閘制信號控制繼電器。 該模塊主要對系統(tǒng)進行初始化，包括對CPU本身，顯示顯板、通訊及開關(guān)量輸出進行初始化，將存在X25045的EEPROM中的溫度設(shè)定值調(diào)出并進行初始化，對定時器T0，T1及串行口通訊工作方式，串行通訊特率進行設(shè)置。初始化流程圖如圖32：圖 32初始化流程圖33主程序模塊中斷是計算機的一個重要功能。采用中斷技術(shù)能實現(xiàn)以下功能： （1）分時操作。計算機的中斷系統(tǒng)可以使CPU與外設(shè)同時工作。CPU在啟動外設(shè)后，便繼續(xù)執(zhí)行主程序；CPU響應(yīng)該中斷請求并為其服務(wù)完畢后，回到原來的斷點處繼續(xù)運行主程序。外設(shè)在得到服務(wù)后，也繼續(xù)進行自己的工作。因此， CPU可以使多個外設(shè)同時工作，并分時為各外設(shè)提供服務(wù)，從而大大提高了CPU的利用率和輸入/輸出的速度。 （2） 實時處理。當計算機用于實時控制時，請求CPU提供服務(wù)是隨機發(fā)生的。有了中斷系統(tǒng)，CPU就可以立即響應(yīng)并加以處理。 （3）故障處理。計算機在運行時往往會出現(xiàn)一些故障，如電源斷電，存儲器奇偶校驗出錯，運算溢出等。有了中斷系統(tǒng)，當上述情況發(fā)生時，CPU可及時轉(zhuǎn)去執(zhí)行故障處理程序，自行處理故障而不必停機。智能控制器的串行中斷復(fù)位程序流程圖如圖34所示：圖34串行中斷復(fù)位程序流程圖35通信中斷流程圖36 通信主流程圖37 通信主程序流程第4章 RS485現(xiàn)場總線 RS485串行接口標準 RS48RS422與RS232不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B，通常情況下，發(fā)送驅(qū)動器A、B之間的正電平在+2～+6V，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在2～6V，是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地C，在RS485中還有一“使能”端，而在RS422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態(tài)。接收器也作與發(fā)送端相對的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將AA與BB對應(yīng)相連，當在收端AB之間有大于+200mV的電平時，輸出正邏輯電平，小于200mV時，輸出負邏輯電平。接收器接收平衡線上的電平范圍通200mV至6V之間。RS485與RS422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS485是7V至+12V之間，而RS422在7V至+7V之間，RS485接收器最小輸入阻抗為12k歐姆，而RS422的接受器最小輸入阻抗為4k歐姆；所以RS485滿足所有RS422的規(guī)范，所以RS485的驅(qū)動器可以用在RS422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。 而RS485與RS422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。[12]RS485總線標準是工業(yè)中（考勤，監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）使用非常廣泛的雙向、平衡傳輸標準接口，支持多點連接，允許創(chuàng)建多達32個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)；最大傳輸距離1200m，支持1200 m時為100kb/s的高速度傳輸，抗干擾能力很強，布線僅有兩根線很簡單。 RS485通信網(wǎng)絡(luò)接口是一種總線式的結(jié)構(gòu)，上位機（以個人電腦為例）和下位機（以51系列單片機為例）都掛在通信總線上，RS485物理層的通信協(xié)議由RS485標準和51單片機的多機通訊方式。由于RS485是從RS422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，所以RS485許多電氣規(guī)定與RS422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS485可以采用二線與四線方式，二zx線制可實現(xiàn)真正的多點雙。表41主要向通信性能指標序號項目名稱性能指標1額定工作電壓ACC220V,50/60 Hz2功耗（不含負載）5w3負載能力AC240/10A4可控溫范圍080176。C5控濕范圍599%RH6故障報警負載斷路或接觸點粘連，相應(yīng)數(shù)碼管閃爍或發(fā)聲7顯示方式3189。位LED顯示，176。C，%RH8遠程通訊監(jiān)控功能通過標準的RS485接口通訊9電源范圍AC220 177。20%10耐受靜電放電干擾177。8KV11耐受電磁場輻射干擾271000MHz,10V/m第5章 結(jié) 論 本設(shè)計就是一智能變壓器溫度控制器的設(shè)計，它是一臺智能化，自動化于一體的性能穩(wěn)定的溫度控制器。主要用于變壓器設(shè)備的溫度設(shè)備的溫度及防過熱保護，確保電力設(shè)備無人值守時完全可靠運行。有效的解決了過熱及故障問題，保障設(shè)備安全運行，避免以外事故發(fā)生，節(jié)約人工成本，符合自動化的發(fā)展趨勢。 此智能溫度控制器以優(yōu)質(zhì)的8位單片機AT89C51為核心，對變壓器三相溫度和環(huán)境溫度進行測量和控制。并具有超溫報警，高溫跳閘以及風(fēng)機故障顯示等功能。 其中，采用四個溫度傳感器PT100測量溫度，把其中三個插入變壓器的三個線包中，對變壓器的三相線包溫度進行測量；另外一個PT100用來測量環(huán)境溫度。采用TLC0834轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過AT89C51輸出，利用ZLG7289A驅(qū)動顯示，在數(shù)碼顯示中顯示溫度的變化以及各種指示燈的顯示。 其通信采用串行通信，具有RS485標準接口。用MAX1487E轉(zhuǎn)化TTL電頻信號為RS485總線電頻信號，實現(xiàn)與上位機PC的交換信息。把溫度傳感器的電壓變化值轉(zhuǎn)化值轉(zhuǎn)換為420mA的標準變送信號，進行遠距離傳輸。設(shè)計中的抗干擾以硬件抗干擾為主。主要有：（1） 復(fù)位監(jiān)控系統(tǒng)（2） 三極管型的光電隔離器本論文主要論述此智能變壓器溫度控制器的設(shè)計背景，設(shè)計原理、檢驗標準。抗干擾設(shè)計以及其通信協(xié)議。參 考 文 獻[1] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，:136156[2] (2)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，:157189[3] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，：187206[4] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，[5] —系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，[6] [J].1999,5:6769. [7] L的A/D轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2007,1(1): 164165.[8] 中國電子元器件產(chǎn)業(yè)網(wǎng)[EB/OL].[9] 濃縮論文精華[EB/OL].[10] （下冊）[M].陜西：陜西電子編輯部,1998.[11] 湯黎明,吳敏,[J].,5:1214.[12] 中國電子市場網(wǎng)[EB/OL].[13] [J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1998,7:237240.[14] 段立穎,王榮,[J].期刊 2007,30(1):3436.[15] [美]James , SuSon 致 謝再回首時才覺得時光飛逝，美好而又令人留戀的大學(xué)生活就這樣接近尾聲了?，F(xiàn)在回憶起剛進大學(xué)校門的時候就像在昨天一樣，不免有些感傷和失落。不過四年的時光里我也學(xué)到了很多東西，我的四年沒有浪費，一直過的都很充實，在接下來的工作中相信我還會繼續(xù)努力的。在這將要離別的時刻令我記憶深刻的可能就是做畢業(yè)設(shè)計的這段時間了。首先要感謝的是我的指導(dǎo)教師劉曙光老師。在畢業(yè)設(shè)計和撰寫畢業(yè)論文的過程中，他給了我莫大的指導(dǎo)和支持，無論從畢業(yè)設(shè)計的實施、論文選題，還是到收集資料、論文成稿，都傾注了劉曙光老師的心血。由衷感謝劉曙光老師在畢業(yè)指導(dǎo)及各方面所給予我的關(guān)心，以及從言傳身教中學(xué)到的為人品質(zhì)和道德情操。劉老師廣博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、誨人不倦的教育情懷和對事業(yè)的忠誠，必將使我終身受益，并激勵我勇往直前。在此，謹向劉老師致以誠