毕业设计（论文）-基于单片机的变电站系统故障报警系统设计.doc

1 宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业论文（设计） 基于单片机的变电站系统故障报警系统设计 系 部 自动控制工程系 专 业 名 称 发电厂及电力系统 班 级 电力 1091 班 姓 名 学 号 指 导 教 师 2011 年 8 月 12 日 1 摘 要 电力变压器是电力系统中的重要设备。当内部发生故障时，表现为三个线包温度 升高。为了保护变压器，保障供电系统的安全，可靠运行，需要对变压器的三个线包 温度进行监控，高压时报警，超温时跳闸。智能变压器温度控制器是以 8 位单片机 at89c51 为核心，采用四个 pt100 传感器，并将其直接插入变压器线组包，对三相温度 进行测量和控制，同时对环境温度进行测量和控制。最后将三相绕组温度转换成 2- 20ma 变送信号输出。当风机有故障时，控制器还可以发出故障报警信号和保护信号， 以确保变压器和其他设备的安全运行。at89c51 是在 mcs-51 单片机的基础上精心设计 的最新型的高性能八位单片机。at89c51 是一种低损耗，高性能，cmos 八位微处理器， 片内有 4k 字节的在线可重复编程快擦快写程度存储器。能重复写入/擦除 1000 万次， 数据保存时间为十年。它的通信为串行通信，采用标准的 rs-485 接口技术。rs-485 采 用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。相对于 rs-232 来讲，rs-485 总 线标准具有很多优点：支持多节点，远距离和接收高灵敏度等。本文主要讲述此种智 能控制器的设计原理，工作流程，主程序以及 rs-485 的通信协议等。 关键词：温度控制，温度检测。 1 abstract electric power transformer is an important equipment in the electric power system. when having troubles , it shows that the temperature of the transformer , ensure the power supplys safe,and credibility processing, it needs control the transformers three points temperature.when high temperature, give a slip.the aptitude transformer and temperature controllers hard core is the signal chip at89c51 which is 8-bit, use four sensors pt100,and put the sensors into the transformers line groups, to control and measure the three points temperature and the environment temperature. at last it will be out with a kind of transformation signal, which is from 4mv to 20mv. when fans have malfunctions , controller can give trouble alarm signals and protect signals , to ensure transform and other equipments safely working. at89c51 is a scm, which is short-wastage, high-powered . at98c51 have a 4k-byte extent memorizer, which can write again in line, can lasered quickly , and write or erasure 1000 times. it can store date ten years . the communication of this controller is serial and rs-485 interface technical. rs-485 use the transceiver , which is balance sent and difference receive. compared with rs-232 , rs-485 has many advantages. such as sustaining many nodes (32 nodes), long distance and incept higher delicacy, and so on. this 1 paper will introduce the design principle, working precessor and communicate agreement of rs-485. key woeds: temperature controlling; temperature testing; 目录 1.1. 绪绪 论论1 1 1 1.1. 绪绪 论论 电力变压器是电力系统中重要的一次设备，在发、供电企业和用电单位之间起 着桥梁作用。变压器在能量的传输和转换过程中，由于个线圈电流的流动和电磁场的 存在会产生电能损耗，消耗一部分电能，这部分损耗主要转化为热能，以传导、对流 1 和热辐射的散热方式自发热点向外传递，最终扩散到大气中。这些热能传递在过程中 会引起变压器各部位温度不同程度的升高，电力变压器温度与其自身容量、损耗参数、 冷却方式、负载大小以及运行环境等密切相关随着温度检测理论和技术的不断更新,随 温度传感器的种类也越来越多，在微机系统中使用的传感器，必须是能够将非电量转 换成电量的传感器，目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器 等，每种传感器根据其自身特性，都有它自己的应用领域。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广， 测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验 室使用，该设计控制器使用单片机 at89c51，测温传感器使用 tlc0834，用 3 位共 阳极 led 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 。 2.2. 系统总体设计方案系统总体设计方案 1 2.12.1 智能报警系统的总体构成智能报警系统的总体构成 控制器以先进的单片机为控制核心，采用 pt100 铂电阻温度传感器，并将其直接 插入变压器绕组线包，对三相温度进行测量和控制，同时也对环境温度进行测量和控 制，并实现循环数字显示变压器三相绕组温度和一路环境温度。还可通过按键对环境 温度进行上下限值设定，对变压器三相温度统一进行 4 个温度（风机停温度 t1、风机 启动温度 t2、报警温度 t3 和跳闸温度 t 4）设置和显示，并带有掉电存贮功能。当风 机故障时，控制器还可发出故障报警信号保护信号，以确保变压器和其它设备的安全 运行。对三相绕组温度测量带 4-20ma 模拟量输出，可直接送入计算机实现实时监控, 可手动启动和停止风机，可 255 小时定时开风机，可保存变压器断电时的三相温度值 （温度低于 80不刷新记录） ，可检测传感器断线和短路并发出报警信号。具有 rs- 485 通信功能。 单 片 机 检测电路 显示电路 温度控制电路 测温电路 处理电路 报警电路 1 结构框图 2.22.2 智能控制器的功能及工作原理智能控制器的功能及工作原理 2.2.12.2.1 功能功能 温度控制装置是电力系统必不可少的。智能控制器以 at89c51 为核心，是一种先进 的温度控制器，它有以下功能： 1 (1)具有三相线包温度的巡回显示和最高温度显示切换功能。 (2)可以根据设定的开、关风机温度自动控制风机的开启和关闭，保证变压器在正 常温度下安全的工作。当三相线包温度中的最高一相温度超过开风机的设定温度或在 手动风机的情况下，风机会开启，同时面板上“风机”指示灯点亮，反之指示灯灭。 (3)具有超温报警，跳闸以及故障显示功能。传感器故障时面板上“故障”指示灯 会亮，会发出蜂鸣声报警，并通过电源板“故障”输出端输出一个开关信号给远距离 控制箱控制声光报警。 （a）指示灯不同颜色代表不同的含义： 黄色a 相 绿色b 相 红色c 相 不亮故障 (b)通过温度显示区显示代码不同，来判断传感器为短路或开路故障；显示区显示： h开路 l短路 (c)传感器一相或两相故障时，只根据好的传感器温度控制信号控制风机，三相都 故障时立即打开风机。2 2.2.22.2.2 工作原理工作原理 1 变压器温度控制器，带有四路温度传感器，后三路测量并控制变压器三相绕组温 度，第一路测量并控制环境温度。对变压器三相绕组温度，采用综合控制的方法，用 户可通过键盘设置 4 级温度门限： t1：风机停温度 t2：风机启动温度 t3：超温报警温度 t4：超高温跳闸温度 后三路温度传感器分别插入变压器三相绕组线包，随时采集线包的温度变化信号， 将其分别转换为 dc4-20ma 标准电流信号输出，同时将传感器采集的信号经前级电路处 理后进行 a/d 转换，然后送入单片机，单片机将其转换为对应的温度值后，送数码管 循环显示，将最大值 tmax 逐次与设定的 4 个温度门限值进行比较： 1 当 tmaxt1 时，即三相温度均低于风机停温度 t1，风机停止工作。 2 当 tmaxt2 时，即三相温度至少有一相高于风机启动温度 t2，风机同时启动 降温。 3 当 tmaxt3 时，即变压器温度未降下来，且已高于超温报警温度 t3，此时， 超温报警常开触点闭合，若接有警铃和指示灯，则可发出声光超温报警信号,值班人员 应检查负载或设备有何异常。 4 当 tmaxt4 时，即变压器温度已高于超高温 t4，也就是说当负载或设备发生 严重故障时，控制器立即发出跳闸信号，强制停电检修。 第一路温度传感器采集到的温度同样经前级电路处理后进行 a/d 转换，然后送入 单片机，单片机将其转换为对应的温度值后，送数码管循环显示，并可通过按键设置 温度上下限值，若环境温度大于设定的上限值时，控制器自动驱动风机工作，降低环 境温度，当环境温度低于设定下限值时，风机 1 停止工作。 另外，控制器还具有风机故障检测功能：当风机断线时，故障触点闭合，若接有 指示灯，则指示灯发出报警信号。 1 3.3. 硬件设计硬件设计 at89c51 是一种带 4k 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低电压，高性能 cmos8 位微处理 器，俗称单片机。at89c2051 是一种带 2k 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 atmel 高密度非易失存 储器制造技术制造，与工业标准的 mcs-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 cpu 和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel 的 at89c51 是一种高效微控制器， at89c2051 是它的一种精简版本。 1 检测电路 a相 b相 c相 环境 变送信号 4-20ma的 转换电路 a/d转换 器 单 片 机 at89c51 看门狗电路 电平转 换器 rs-485接 口总线 位移寄 存器 led 键盘 继电器 处理 电路 故 障 超 温 跳 闸 处理 电路 处理 电路 继电器 继电器 3.13.1 看门狗及掉电保护看门狗及掉电保护 1 控制器在运行时，通常都会遇到各种各样的现场干扰，抗干扰能力是衡量工控系 统性能的一个重要指标。看门狗(watchdog)电路是自行监测系统运行的重要保证，几 乎所有的工控系统都包含看门狗电路。在 8096 系列单片机和增强型 8051 系列单片机 中，该系统已经做在芯片内部，用户只要用软件开放它就可以，使用很方便。但目前 工控系统仍在使用廉价的普通型 8051 系列单片机，则看门狗电路必须由用户自己建立。 看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路， 但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不 正常，可能导致看门狗系统也瘫痪。硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器” ， 如计数型的看门狗电路通常由 555 多谐振荡器、计数器以及一些电阻、电容等组成， 分立元件组成的系统电路较为复杂，运行不够可靠。6 3.1.13.1.1 x25045x25045 芯片简介芯片简介 x25045 是美国 xicor 公司的生产的标准化 8 脚集成电路，它将 eeprom、看门狗定 1 时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的 可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单 片机外围芯片。x25045 引脚如图 3-1 所示。 图 3-1 x25045 引脚 其引脚功能如下： cs：片选择输入； so：串行输出，数据由此引脚逐位输出； si：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入 x25045； sck：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出； wp：写保护输入，当它低电平时，写操作被禁止； vss：地； vcc：电源电压； reset：复位输出。 3.1.23.1.2 x25043/45x25043/45 工作原理工作原理 1 通过 si 输入的数据在变为低电平后的 sck 第一个上升沿被采样，数据由 sckcs 的下降沿输出到 s0 线上。在整个工作期间，必须是低电平且 wp 必须是高电平。cs x25043/45 具有监视总线功能，在预置的时间周期内没有总线活动，/reset 输reset 出。 x25045 在读写操作之前，需要先向它发出指令，指令名及指令格式如表 3-2 所 示。 表 3-2 x25045 指令及其含义 指令名指令格式操作 wren00000110 设置写使能锁存器（允许写操作） wrdi00000100 复位写使能锁存器（禁止写操作） rdsr00000101 读状态寄存器 wrsr00000001 写状态寄存器 read0000a8011 把开始于所选地址的存储器中的数据读出 write0000a8010 把数据写入开始于所选地址的存储器 （3）x25045 看门狗电路设计及编程 x25045 硬件连接图如图 3-4 所示。x25045 芯片内包含有一个看门狗定时器，可通 过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则 x25045 将从 reset 输出一个高电平信号，经过微分电路 c2、r3 输出一个正脉冲，使 cpu 复位。图 2 电路中，cpu 的复位信号共有 3 个：上电复位(c1、r2)，人工复位 (s、r1、r2)和 watchdog 复位(c2、r3)，通过或门综合后加到 reset 端。c2、r3 的时 间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时 cpu 的振荡器已经在工作。 1 图 3-4 x25045 看门狗电路硬件连接 看门狗定时器的预置时间是通过 x25045 的状态寄存器的相应位来设定的。如表 3- 3 所示，x25045 状态寄存器共有 6 位有含义，其中 wd1、wd0 和看门狗电路有关，其余 位和 eeprom 的工作设置有关。 表 3-3 x25045 状态寄存器 d7d6d5d4d3d2d1d0 xxwd1wd0bl1bl0welwip wd10，wd0=0，预置时间为 1.4s； wd10，wd0=1，预置时间为 0.6s； wd11，wd0=0，预置时间为 0.2s； wd11，wd0=1，禁止看门狗工作。 看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常 工作时最大循环周期的时间略长。编程时，可在合适的地方加一条喂狗指令，使看门 狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，陷入 软件陷阱等，而别的方法无法捕捉会程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间 则系统自动复位。 1 3.23.2 测温部分测温部分 精确的测量是控温的前提。由于铂温度传感器测温精确度高、稳定性好，有较大 的测量范围，易于使用在自动测量和远距离测量中。本设计采用的是 pt100 铂热电阻 传感器，测量范围是-200650 c,测温精确度达到 0.5%fs。 其电阻特性方程如下： -2000 c 时，rt=r01+at+bt2+ct3(t-100) （3-1） 0650 c 时 rt=r0(1+at+bt2) （3-2） 式中 a=3.90802 10-3k c ， b=-5.802 10-7 c ，c=-4.237 10-12 c 但在通常的测量中，电阻温度的关系一般用近似的线形表示，在外接引线较长时， 为减少误差常采用三线式电桥连接法或四线电阻测量电路。四个 pt100 分别埋在变压 器的三相绕组或挂在室内，把检测到的温度信号转换为 d（4-20ma 的标准电流信号） 经过集成运算放大器 lm324 和 dp07 转换等前级处理，通过 a/d 转换器 tlc0843 转换为 数字信号，最后送单片机进行处理。 tlc0834 是 ti 公司生产的八位逐次逼近模数转换器，具有输入可配置的多通道多 路器和串行输入方式。文中以 at89c51 cpu 为核心，采用 ltc0834 八位串行 a/d 转换 器设计了一个可将模拟信号转换为数字信号的电路。 关键词：单片机 a/d 转换器 tlc0834 单片机控制系统通常要用到 a/d 转换。根据输出的信号格式，比较常用的 a/d 转换方式可分为并行 a/d 和串行 a/d。并行方式一般在转换后可直接接收，但芯片的引 脚比较多；串行方式所用芯片引脚少，封装小，在 pcb 板上占用的空间也小，但需要 软件处理才能得到所需要的数据。7 1 图 3-5 tlc0834 引脚 tlc0834 的引脚排列如图 3-5 所示，其中 ch0ch3 为模拟输入端；cs 为片选端； di 为串行数据输入，该端仅在多路器寻址时（mux settling time）才被检测；do 为 a/d 转换结果的三态串行输出端；clk 为时钟；sars 为转换状态输出端，该端为高电平 时，表示转换正在进行，为低电平则表示转换完成；ref 为参考电压输入端；vcc 为电 源；dgtl gnd 为数字地，angl gnd 为模拟地 tlc0834 的主要特点 tlc0834 是 ti 公司生产的 8 位逐次逼近模数转换器具有 输入可配置的多通道多路器和串形输入输出方式。其多路器可由软件配置为单端或差 分输入，也可以配置为伪差分输入。另外，其输入基准电压大小可以调整。在全 8 位 分辨率下，它允许任意小的模拟电压编码间隔。由于 tlc0834 采用的是串行输入结构， 因此封装体积小，可节省 51 系列单片机 i/o 资源，价格也较适中，其主要特点如下： 8 位分辨率； 易于和微处理器接口或独立使用； 可满量程工作； 可用地址逻辑多路器选通 4 输入通道； 单 5v 供电，输入范围为 05v； 输入和输出与 ttl、cmos 电平兼容； 时钟频率为 250khz 时，其转换时间为 32us； 可以和美国国家半导体公司的 adc0843 和 adc0838 进行替换，但它内部不带齐 纳稳压器网络； 总调整误差为1lsb。 1 3.2.1 单片机的接口电路设计单片机的接口电路设计 tlc0834 与 89c51 单片机的硬件接口电路的电路原理如图 2-6 所示。图中，单片机 的 p1.7 接 tlc0834 的片选信号， p1.6 用于产生 a/d 转换的时钟，p1.5 为一个双向 i/o 口位，可用于对模拟输入进行配置及输出转换所得的数据。在这里，模拟信号以单 端方式输入，参考电压为 5v，即 a/d 模拟量的输入范围为 05v。 图 3-6 tlc0834 与 89c51 单片机的硬件 1 3.2.23.2.2 变压器各相温度检测电路变压器各相温度检测电路 本设计需对四路电路进行检测：a 相、b 相、c 相和环境温度。 如图 3-7 所示。 途中虚线部分是信号调理电路，其中 w7 为调零电阻 ，w8 为调满量程电阻，r53为精 密电阻，op07 运算放大器是 ttl 双极低噪声，低功耗精密运算放大器，具有精度高、 漂移率低等特点，其放大倍数为 r+(r+w )/w 。根据 pt100 所测得的温度为 0c 565988 1 时，其热电阻阻值为 100，当温度传感器 pt100 测得温度为 200c 时，热电阻阻值为 175.856，调节滑动变阻器 w ，使 op07 的输出为+5v。 8 传感器是把物理信号转变为电信号，温度传感器 pt100 是把温度的变化转变为电 阻值的改变。通过集成运算放大器输出相应的电压值，但是由于电压的传送消耗很大 ，远距离传输时，大大降低了传输效率，而电流对外接干扰不敏感，因此通常情况下 ，运用变送器把电压信号转换为 4-20ma 的电流信号进行传输。有很好的抗干扰能力。 所以，当所测温度为 0c 使，op07 的输出端为 0，调节 w 使得流过 r72 的电流为 4m 9 a，当所测温度为 200c 时，op07 的输出为+5v，流过 r72 的电流为 20ma。 3.2.33.2.3 环境温度检测环境温度检测 1 图 3-8 环境温度检测电路 3.33.3 温度控制部分温度控制部分 3.3.13.3.1 风机温度控制及风机断线检测电路风机温度控制及风机断线检测电路 1 风机控制按不同的接法可分别控制 380v 和 220v 的风机，风机接线如图 2-10 所 示。接 380v 风机，当不开风机时，6、7、8 接线端（接 220v 风机时为 5、6 接线端） 电压为零；当风机启动时，6、7、8 接线端有 ac380 电压输出（接 220v 风机时，5、6 有 ac220 电压输出） ，pt100 温度传感器通过 15 针的插座（db-15）将传感器测得信号 经过处理送到温控箱内，经过单片机分析、处理来控制风机的开关。13 当 tmaxt2 时，即三相温度至少有一相高于风机启动温度 t2，p00 端输入为“0” ，光电隔离有电流输出，触电动作，风机工作，同时启动降温。同理，当 tmaxt1 时 ，即三相温度均低于风机停温度 t1，风机停止工作 。 图 3-9 风机接线 风机正常工作时，tr1 次级有感应电流，光耦合器 ic2a 的发光二级光发光，则三 级管导通，p37 口输出高电平，不发出故障报警信号；风机断线时，则反之。 1 图 3-10 风机温度控制电路 3.3.23.3.2 超温、跳闸、故障控制电路超温、跳闸、故障控制电路 该部分是温控器的重要组成部分，用以对异常情况及时动作，充分对变压器进行 保护。温控器有 3 个常开式继电器，分别接上超温、故障和跳闸信号，如图 2-12 所示 1 。当某相有信号时，常开触点闭合，执行相应的动作。为了引起操作人员对异常信号 的注意，智能控制器的 at89c51 的 p1.4 引脚装置了声光报警系统，由 s8050 三极管来 驱动，主要来用对超温、跳闸和传感器故障进行声光报警，同时控制面板上相应的指 示灯点亮，对异常情况区别。超温、跳闸、故障控制电路如图 2-12 所示。 图 3-11 跳闸控制电路 3.43.4 电源部分电源部分 1 电源在智能仪器中具有特殊的地位，一方面它为系统提供正常工作所需要的电能 ；另一方面，它是各种电磁干扰传输的重要通道。为了突出电源的重要性，把电源作 为智能温度控制器的一个子系统。在整个温控器有几个不同等级的电压，它们分别是 首先对输入的 220v 进行整流，再通过电容滤波和 7912 和 7812 等稳压器得到主板上各 个芯片所需的直流电压。在整个硬件电路设计中考虑到干扰的存在，采用了一系列的 保护措施，如光电隔离。对于 at89c51 采用 x25045（可编程看门狗电压监控及 eeprom ） ，x25045 把常用的看门狗定时器、电压监控和 eeprom 组合在一个单个的封装之内， 看门狗定时器对微控器提供了独立的保护系统。电源电路如图 2-13 所示。 图 2-13 电源电路 1 4.4.软件的设计软件的设计 软件上，在单片机上实现多种功能，并保证控制精度，软件设计必须实现功能占 c pu 时间的分配上做到有主有次，既要保证完整性，又要保证实时性。温度控制器在软 件上采用 c51 开发，用模块化结构。首先进行数据存储区的设置。标志位设置，接着 是主程序，首先是主要初始化工作，如中断优先级，定时器设置及串行口中断设置等 ，其他的所有功能都是在中断服务程序中完成。通过 x25045 读写数据。风机控制程序 、三相温度查询、键值响应、温度转换为 bcd 码、显示等一系列的子程序，分别完成 查询显示、设置和控温等功能。其软件设计如图 3-1。 1 分配存储单 元 主程序开始 初始化系统常 量，设定中断 开始中断 调用各个中断 处理子程序 结束 图 3-1 软件设计 4.14.1 软件组成软件组成 1 电阻温度计软件由主程序和中断服务程序组成，主程序完成定时器、计数器、eepr om、显示控制驱动器 ps7219 等的初始化，键盘操作管理，数据采集处理，控制输出及 显示。中断服务程序主要处理突然停电时的数据保留，如三相温度及相位。 4.1.14.1.1 主程序模块主程序模块 1 开始 系统初始化 调显示程序 延时0.4s 系统初始化子程序 有键 安下？ 显示巡检正确？报警 故障处理 逻辑风机 跳闸风机故障超温风机灯处理 强制风 机启动？ 标志位=1 取消手 动操作？ 返回 n y n y y n y n 图 4-1.1 主程序模块 1 4.1.24.1.2 基本功能基本功能 (1)巡回/最高转换功能 巡回测量:依次巡回测量并显示 a,b,c 三相温度;最高相温度测量:巡回测量 a,b,c 三相温度并显示其中最高相温度。开机时本键处于巡回状态。 (2)黑匣子功能 在遇突 然断电时能自动保留断电前的三相温度和相位。 (3)数据保留与处理功能 可自 动保留历史最高温度数据(断电后不丢失),可清除历史最高温度。可方便地修改保留温 度控制设定值（满足 t4t3t2t1。其中，风机启动温度 t2=100，可调范围20 ；风机停止温度 t1=80，可调范围20；超温报警温度 t3=130，可调范围2 0；超温跳闸温度 t4=150，可调范围20） 。 1 (4)故障检测功能 传感器 若出现开路或短路,能自动报警(故障接点吸合)并显示。 (5)“风机”自动启停功能 当 所测量温度高于设定温度 t2 时,“风机”自动启动,“风机”启动指示灯亮；三相测量 温度低于 t1 时,“风机”自动停止,“风机”启动指示灯灭。 (6)超温报警功能 当所测量温度高于设定温度 t3 时,超温接点自动吸合,超温指示灯亮,蜂鸣器发间 断音报警;当三相测量温度低于 t3-0.6时,超温接点断开,超温指示灯灭,蜂鸣器终止 发声报警。 (7)超温跳闸报警功能 当所 测量温度高于设定温度 t4 时,跳闸接点自动吸合,跳闸指示灯亮,蜂鸣器发长音报警;当 三相测量温度低于 t4-0.6时,跳闸接点断开,跳闸指示灯灭,蜂鸣器终止长音报警。 (8)警示回归 当 温控器超温或跳闸蜂鸣器报警后,按一下本键,报警声停止 1h 左右,再按一次,则恢复报 警。 (9)安全报警 温控器接受外接长开接点输入,若该接点闭合(配电室门开启时),蜂鸣器发长音报警 。 (10)自检功能 温控器能自检除跳闸以外的所有输出功能。 1 5.系统调试 5.15.1 硬件调试硬件调试 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统 控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是 作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以 及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 根据方案设计的要求，调试过程共分二大部分：硬件调试、软件调试。 单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试中 被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进 一步排除故障。可见硬件的调试是基础，如果硬件调试不通过，软件设计则是无从做 起。 5.25.2 软件调试软件调试 本系统的软件系统较大，全部采用汇编语言编写，除语法与逻辑差错外，当确认 程序没问题时，直接下载到单片机仿真调试。采取自下到上的方法，单独调好每一个 模块，最后完成一个完整的系统调试。 软件调试在 wave e2000 编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或以子程序 为单位一个一个进行，最后可结合硬件实时调试。 伟福仿真器采用大规模可编程芯片及专用仿真芯片制造, 集仿真器、逻辑分析仪、 跟踪器、逻辑笔、 波形发生器、影子存储器、代码覆盖、记时器、程序时效分析、数 据时效分析、硬件测试仪、事件触发器于一体的通用仿真器。wave6000 软件在以前 的版本基础上做了增加了许多功能，特别是在窗口管理、项目管理和源文件编辑工具 上做了较大改进，在 wave6000 环境下的所有窗口均可以放在窗口的同一块区域，各 窗口可以直接切换，节省了窗口的面积，使窗口管理更有效。wave6000 还增强了项 目管理和源文件编辑方面的功能，使得项目、文件切换更方便，有效地后退、前进功 能使得修改程序更方便。新增加的书签窗口和断点窗口可以有效地管理断点和书签， 使得程序员无需在众多的代码和断点中逐行查询，断点信息和书签信息在各自的窗口 中显示一目了然。应用 wave6000 软件进行编译调试程序, 使程序生成十六进制文件。 1 结结 论论 本设计就是一智能变压器温度控制器的设计，它是一台智能化，自动化于一体的 性能稳定的温度控制器。主要用于变压器设备的温度设备的温度及防过热保护，确保 电力设备无人值守时完全可靠运行。有效的解决了过热及故障问题，保障设备安全运 行，避免以外事故发生，节约人工成本，符合自动化的发展趋势。 此智能温度控制器以优质的 8 位单片机 at89c51 为核心，对变压器三相温度和环 境温度进行测量和控制。并具有超温报警，高温跳闸以及风机故障显示等功能。 其中，采用四个温度传感器 pt100 测量温度，把其中三个插入变压器的三个线包中， 对变压器的三相线包温度进行测量；另外一个 pt100 用来测量环境温度。采用 tlc0834 转换器把模拟信号转换为数字信号，通过 at89c51 输出，利用 zlg7289a 驱动显示，在 数码显示中显示温度的变化以及各种指示灯的显示。 其通信采用串行通信，具有 rs-485 标准接口。用 max1487e 转化 ttl 电频信号为 rs-485 总线电频信号，实现与上位机 pc 的交换信息。把温度传感器的电