（电气工程专业论文）温度巡回检测控制器.pdf

摘要 摘要 电机保护控制装置已渗透所有发电、变电、供电和用电系统及电动车辆等 生产生活领域。由于近年来微处理器技术的发展，给电动机保护器向智能化、 多功能化方向发展提供了硬件平台，使得电机保护进入了一个飞速发展的阶段。 有一类通过在绕组中埋入温度传感器而实现温度测量的，具有温度测量准确， 对频繁启动、通风不良、环温过高等情况下的电机都能可靠保护等优点。 因此本论文详细介绍一种采用p t l 0 0 作为温度传感器，以单片机为核心器 件的低成本高精度温度巡回检测系统。本系统主要从工程实际出发，采用分组 三线制，既消除引线电阻的影响又达到简化外部电缆接线的目的，对元件选择、 电路设计以及提高系统可靠性与抗干扰能力方面作了探讨和研究，针对环境条 件差、现场干扰强的情况，系统专门设计了看门狗保护电路，以消除“死机”及被 测信号中的噪声干扰，为满足精度要求，软件方法采用分段线性化处理，确保 测量准确可靠。 本系统利用p t l 0 0 铂电阻来检测各检测点的温度，实现1 6 路检测点巡回检 测并用液晶汉字显示各点的温度值，能实现各检测点报警温度的两级设定，可 将温度及电阻值通过r s 4 8 5 上传给上位计算机。有温度误差自动校准功能。本 系统低成本，高精度，满足发电机测温的要求。因此本系统具有很好的实用价 值。 关键词：温度检测；传感器；单片机 a b s t r a c t e l e c t r i c a le n g m e e n n gp r o t e c t i o n sc o n t r o l i n gd e v i c eh a sa l r e a d yp e r m e a t ea l l g e n e r a t ee l e c t r i c i t y , c h a n g et og i v eo rg e ta ne l e c t r i cs h o c k ，p o w e rs u p p l yw i t hu s e e l e c t r i c i t ys y s t e ma n dl i f er e a l m b e c a u s ei nr e c e n ty e a r st h et e c h n i c a ld e v e l o p m e n t o ft h em m r o p r o c e s s o r , g i v ee l e c t r i cm o t o rp r o t e c t i o nt h em a c h i n et u r n s t o w a r dt h e i n t e l l i g e n c e ，m u l t i f u n c t i o nt u r n e dad i r e c t i o nd e v e l o p m e n tt op r o v i d eh 棚d w a r e t e r r a c e ，m a k et h ee l e c t r i c a le n g i n e e r i n gp r o t e c t i o nt u r ni n t oas t a g ew h i c hf l i e st o s o o nd e v e l o p h a v eat y p eo fp a s st o c a r r yo u tt e m p e r a t u r ed i a g r a p hi n t o c o v e ru pt os p r e a dat e m p e r a t u r es e n s o rb u t t h e t e m p e r a t u r ei nr o u n dt h es e to f , h a v e t e m p e r a t u r ed i a g r a p ha c c u r a t e ，t ot h em u l t i f a r i o u ss t a r t ，b a d v e n t i l a t e d ，u n d e rt i l e c i r c u m s t a n c eo f e l e c t ，r i c a le n g i n e e r i n g a l lt h ea b i l i t y c r e d i b i l i t yp r o t e c te t c a d v a n t a g e s ot h i st h e s i si n t r o d u c e sak i n do f a d o p t i o np t i 0 0a st e m p e r a t u r es e n s o r - w i t h s i n g l ec h i pc o m p u t e rf o rt h el o wc o s ta n dh i g hp r e c i s i o nt r a n s f e r a b l et e m p e r a t u r e c y c l e d e t e c t i o ns y s t e m t h i ss y s t e m m a i n l yp h y s i c a l l ys e t so u tf r o mt h ee n g i n e e d n g ， a d o p tc e n ts e tt h r e el i n e ss y s t e m s ，t h ed e s i n go ft h es y s t e mi s o r i g i n a t e df r o m a c t u a l e n g i n e e r i n g w ed i s c u s sa n dr e s e a r c ht h ec o m p o n e n t sc h o o s i n g c i r e u i t d e s i g n i n ga n dl m p r o v m gt h et r u s t i n e s so fs y s t e ma n da n t i j a m m i n g a i m i n ga tb a d e n v i r o n m e n ta n ds p o t s t r o n gi n t e r f e r ，w ed e s i g nt h ep r o t e c t i o nc i r c u i to fd o o r w a t c h i n gd o ga n da d o p td i g i t a lf i l t e r i n ge r e ，t oe l i m i n a t et h e s y s t e md e a t h ，a n dn o i s e i n t e r f e r ei nt h es i g n a lb e i n g t e s t e d ，s o f t w a r em e t h o da d o p tt h es e g m e n t l i n ei nc e n tt o t u mt oh a n d l e ，a n dt oe n s u r ee x a c ta n d r e l i a b l em e a s u r e 。 t h i ss y s t e mm a k e su s eo fap tl0 0t oe x a m i n ee a c ht e m p e r a t u r et h a tt h e e x a m i n a t i o no r d e r , c a r r yo u t16r e a de x a m i n a t i o n st oo r d e rt oc r u i s e 幻r e t u r nt o e ，x a m i n a t i o nt oc o u n t e r a c tl c dc h i n e s ec h a r a c t e r st os h o wa na ta l l p o i n t t e m p e r a t u r ev a l u e ，c a nc a r r yo u te a c he x a m i n a t i o np o i n tt w oc l a s se n a c t m e n t sw h i c h r e p o r tt ot h ep o l i c et e m p e r a t u r e ，c a np a s st e m p e r a t u r ea n de l e c t r i cr e s i s t a n c ev a l u et h e r s - 4 8 5u pp a s s e st h ep l a c eo fh o n o rc a l c u l a t o r t h e r ei s q u a s i 。f u n c t i o ni nt h ea u t o s c h o o lo ft h et e m p e r a t u r ee r r o rm a r g i n t h i ss y s t e mi sl o w c o s t ，h i g ha c c u r a c y , s a t i s f y t h er e q u e s tt h a tt h eg e n e r a t o rm e a s u r e s 。s ot h i sd e s i g nh a sd e f i n i t eu s e v a l u e k e yw o r d s ：t e m p e r a t u r ed e t e c t i o n ；s e n s o r ；s i n g l ec h i pc o m p u t e r i i 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得直昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名( 手写) ：尹阪 签字日期：d 夕薯年多月a , e t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌盔堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究 所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：严艮 导师签名：讹 a 签字日心鹕萝年占月胡 签字日期：。步年厶月r 乙日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 选题依据 电机保护控制装置已渗透所有发电、变电、供电和用电系统及电动车辆等 生产生活领域，是保障发电、变电、供电和用电系统及电动车辆等正常运行必 不可少的重要组成部分，是工农业生产和国防建设等安全工作及人民群众正常 生活的重要保证，是技术改造、设备和产品升级换代，以及节能降耗和自动化 保护控制系统不可缺少的重要装置，是跨行业、范围广、用量大、节能效果显 著，符合国家产业发展政策的节能机电产品和高新技术产业，在国民经济和节 约能源事业中有着不可替代的重要地位和作用。 2 0 0 6 年8 月6 日国务院关于节能工作的决定，要求各级人民政府要对 节能技术及产品推广、示范示点、宣传培训、信息服务和表彰奖励等工作给予 支持，所需节能经费纳入各级人民政府财政预算。全国大力推广和应用数字电 子型电机保护控制装置时机条件成熟，势在必行。 电动机是用电系统的主力军，其耗电量为电气设备之最，占发电总量的7 0 以上，而耗能更是惊人的，是人所共知、显而易见的。所以，我们曾在电动机 节能方面做了大量工作，采取各种措施取得了一定效果。但是却忽略了电动机 节能最重要的一环_ 一电机保护控制装置在节能中的重要作用。因为电动机在 烧毁过程中浪费能源是极大的，全国每年仅电动机在烧毁过程中耗电数千万度， 浪费电磁线约o 5 亿虹。所以要搞好电动机的节能，必须抓好电机保护这一重 要环节。据有关部门统计，全国每年烧毁电动机的数量在2 0 万台次以上，容量 约0 4 亿k w ，直接损失达1 6 亿元，间接损失高达百亿元；每年由于电动机发 生故障引起严重损坏的恶性事故达数百起，直接损失数亿元。此外，。电动机烧 毁不仅直接浪费了大量电能，而且原材料浪费也十分惊人，每年浪费电磁线0 5 亿k g ，生产铜线每公斤需电3 3 4 k w h ，每年仅此可节电1 6 7 亿k w h ，每度电按 o 5 元计算，又可节约资金8 3 5 亿元。发电机的烧毁给供用电系统造成的损失和 危害更是巨大的。 综上所述，抓好电机保护控制的节能工作，比采取任何节能措施的效果更 为显著。 第1 章引言 1 2 国内外现状 国外研制电机保护控制装置较早，生产规模较大，专业生产和种类齐全的 应是美国、德国和韩国。如韩国的产品主要有交流、直流电机保护继电器、数 显式智能型保护器、电压型保护器等各种型号均有系列产品，6 0 余种规格。美 国的主要产品有电子型保护继电器、热敏电阻保护继电器、电子型保护系统、 智能控制器等各种型号均有系列产品，数十种规格。德国的主要产品是电子型 温度保护器和微机综合保护器。目前，我国电机保护控制技术水平与世界先进 国家相比，还有一定差距，其技术含量低。品种和功能少、参数精度低、生产 工艺落后、企业规模小、产品未形成系列化，普及应用程度低( 电动机保护不 足3 ) 。在我国加入w t o ，全球经济一体化的今天，面临国外先进产品的长驱 直入，我国电机保护控制技术尚不具备与之抗衡、竞争市场的能力。因此，尽 快提高我国电机保护控制科技水平已刻不容缓。 1 3 课题来源及目标意义 本课题来源于吉安电机厂，属厂里要开发的新产品，作为电机相应的控制 装置之一。已选定传感器为p t l 0 0 ，即利用p t l 0 0 铂电阻来检测各检测点的温度， 要求设计一个系统，具体目标是要求该系统低成本，高精度，抗干扰强，操作 简单，使电机的保护更方便。使电机产品的竞争力更强，为企业带来商机，更 好的节能；为社会增加效益。为采用其它类型的传感器进行温度测量的研究提 供参考，为研究和开发具有国际先进水平的电机保护控制系列产品提供参考， 振兴我国电机保护控制事业，提高我国电机保护控制行业的竞争能力。 一 1 4 研究设想与研究方法 依据当前温度检测的技术的发展，研究设计一个控制器：以单片机为核心 器件，循回检测电机的温度并以汉字模式显示，一方面提供给使用者随时进行 观测以判断电机的运行情况，另一方面可提供给其他智能设备或上位计算机， 用于控制。研究的方向主要是以最小的硬件代价来满足电机对温度精度的要求。 预期结果是所设计的控制器能实现1 6 路检测点巡回检测并用液晶汉字显示各点 的温度值，能实现各检测点报警温度的两级设定，可将温度及电阻值通过r s 4 8 5 上传给上位计算机；还有温度误差自动校准功能。i 2 第2 章主要器件的选择与介绍 第2 章主要器件的选择与介绍 本课题研究的温度巡回检测控制器是基于p t l 0 0 为传感器，主要器件有： 单片机选择为s t c 8 9 c 5 8 r d ，v f 变换器选择为a d 6 5 4 ，o p 0 7 ，t l 4 31 c ， 7 8 l 0 5 ，c d 4 0 6 7 ，f m l 2 2 3 2 ，6 n 1 3 7 ，p c 8 1 7 等。以下大致介绍一些。 2 1 单片机s t c 8 9 c 5 8 r d s t c 8 9 c 5 8 r d + 单片机为s t c 8 9 c 5 1 r c r d + 系列单片机，是兼容8 0 5 1 内核的单片机，是高速低功耗的新一代8 0 5 1 单片机，1 2 时钟机器周期和 6 时钟机器周期可反复设置。 特点：， 1 增强型6 时钟机器周期，1 2 时钟机器周期8 0 5 1c p u 2 工作电压：5 5 v 3 4 v ( 5 v 单片机) 3 8 v 2 0 v ( 3 v 单片机) 3 工作频率范围：0 4 0m h z ，相当于普通8 0 5 1 的0 - - 8 0 m h z 实际工作 频率可达4 8 m h z 4 用户应用程序空间4 k 8 k 1 5 k 1 6 k 2 0 k 3 2 k 6 4 k 字节 5 片上集成5 1 2 字节1 2 8 0 字节r a m 6 通用i o 口( 3 2 3 6 个) ，复位后为：p 1 p 2 p 3 p 4 是准双向口弱上 拉( 普通8 0 5 1 传统i o 口) p 0 口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为i o 口用时， 需加上拉电阻。 7 i s p ( 在系统可编程) i a p ( 在应用可编程) ，无需专用编程器 可通过串口( p 3 0 p 3 1 ) 直接下载用户程序，8 k 程序3 秒即可完成一片 8 e e p r o m 功能 9 看门狗 l o 内部集成m a x 8 1 0 专用复位电路( d 版本才有) ，外部晶体2 0 m 以下 时，可省外部复位电路 1 1 共3 个1 6 位定时器计数器 1 2 外部中断2 路，下降沿中断或低电平触发中断，p o w e rd o w n 模式可由 3 第2 章主要器件的选择与介绍 外部中断低电平触发中断方式唤醒 1 3 通用异步串行口( u a r t ) 1 4 工作温度范围：0 7 5 c 4 0 + 8 5 15 封装：p d i p 4 0 ，p l c c 4 4 ，p q f p 4 4 本系统选用p l c c 4 4 封装，如下图所示： 。 萋望匿曼量堇堇 口 曙暑盒皇暑 竺“j 每葛。苦j 矗砖 z=孽o22 2 ；丑- g 目釜；圣釜；i 童矗黜薹蓄羹喜喜 蟊蟊“童奢耋言墓 图2 1s t c 8 9 c 5 8 r d 引脚图 2 2 电压频率转换器a d 6 5 4 a d 6 5 4 是美国模拟器件公司生产的一种低成本，8 脚封装的电压频率( v f ) 转换器。它由低漂移输入放大器、精密振荡器系统和输出驱动级组成，使用时 只需一个r c 网络，即可构成应用电路。a d 6 5 4 既可以使用单电源供电，也可 使用双电源供电，且工作电压范围很宽。输出为频率受控于输入电压的方波。 可用于信号源、信号调制、解调和a d 变换等。 主要技术性能 单电源供电电压：4 5 - - - 3 6 v 双电源供电电压：5 1 8 v 输出频率范围：0 - - 5 0 0 k h z 线性误差：0 0 6 ( 2 5 0 k h z 时) 输入阻抗：2 5 0 m 输入电压范围：单电源0 - - 、一v s 4 v 4 第2 章主要器件的选择与介绍 双电源v s v s 4 v 静态电流：2 0 m a ( v s = 3 0 v 时) 封装形式：8 d i p 和8 s o i c 两种 内部电路结构及引脚排列如图所示： 图2 2a d 6 5 4 引脚图 + v i n 为输入放大器的同相输入引脚，当模拟输入为正电压时，从该引脚接 入。 r t 为输入放大器的反相输入引脚，接定时电阻。 c t 为定时电容引脚，两个c t 间接定时电容，与定时电阻一起确定输出频 率。 f o u t 为振荡信号输出引脚。 l o g i cc o m m o n 为逻辑地引脚，逻辑电平可以取在v s 与+ v s 4 v 之间。 + v s ，v s 分别为正负电源引脚o 2 3 基准源t l 4 3 1 t l 4 3 1 是一是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电 压用两个电阻就可以任意地设置到从v r e f ( 2 5 v ) 到3 6 v 范围内的任何值( 如 图) 。该器件的典型动态阻抗为o 2 q ，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管， 例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。 图2 3 是该器件的符号。3 个引脚分别为：阴极( c a t h o d e ) 、阳极( a n o d e ) 和参考端( i 迮f ) 。t l 4 3 1 的具体功能可以用如图2 4 的功能模块示意。 由图 可以看到，v i 是一个内部的2 5 v 基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特 性可知，只有当r e f 端( 同相端) 的电压非常接近v i ( 2 5 v ) 时，三极管中才 5 第2 章主要器件的选择与介绍 会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着r e f 端电压的微小变化，通过三极 管图2 的电流将从l 到1 0 0 r n a 变化。 舅琶f 一o c 删。s c l i r 州0 髓 图2 3t l 4 3 1 符号图图2 4t l 4 3 1 结构示意图 2 4 运算放大器o p 0 7 o p 0 7 为低噪声高精度运算放大器，特点如下： 1 ) 低的输入噪声电压幅度o 3 5uv p p ( 0 1 h z 1 0 h z ) 2 ) 极低的输入失调电压一1 0uv 3 ) 极低的输入失调电压温漂珈2pv 4 ) 具有长期的稳定性珈2i lv m o 5 ) 低的输入偏置电流一l n a 6 ) 高的共模抑制e l - - 1 2 6 d b 7 ) 宽的共模输入电压范围一1 4 v 8 ) 宽的电源电压范围一3 v 2 2 v 9 ) 可替代7 2 5 、1 0 8 a 、7 4 1 、a d 5 1 0 等电路 路。 8 t r i m i n + i n v - v 0 8 t r i m v o u t n c n c = n oc o n n e c t 图2 50 p 0 7 引脚图 在本系统中用了两片，一片与t l 4 3 1 一起构成恒流源，另一片构成放大电 6 第2 章主要器件的选择与介绍 2 5 多路开关c d 4 0 6 7 c d 4 0 6 7 为十六路模拟开关，引脚功能见图。 c o m m o no u t 川h a b 。寰般删e lv s s i 附o u t 图2 6c d 4 0 6 7 引脚图 v d d l n h i b r r c d c d 4 0 6 7 相当于一个单刀十六掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码 a b c d 来决定。其真值表见表 表2 1c d 4 0 6 7 真值表 d cb ai n h 接通通道 00ooo“0 ” 000lo“1 ” 00lo0“2 oo110“3 0100o“4 ， o10l0“5 ， o11oo“6 ” 011l0 “7 1oooo“8 ” l0o109 101o0“1 0 1ol1o“11 ， 11ooo“1 2 7 8 9仲住伯=2 7 6 5 4 3 2 1 o 第2 章主要器件的选择与介绍 dcbai n h接通通道 1 l0l0“1 3 1l100“1 4 ” 1l l 1 o“1 5 ” 庐庐 西西 l均不接通 2 6 液晶显示器 该液晶显示器显示两行，每一行可显示七个半汉字。液晶显示屏分区( 四个 区) 显示如下： y h m l 0 6 ，y h m l1 4 ，y h m l 2 2 ，y 删1 3 0 ，y h m l 3 8 ，y h m l 4 6 ，y h m l 5 4 y h s l 0 0 ，y h s l 0 8 ，y h s l1 6 ，y h s l 2 4 ，s 1 3 2 ，y h s l 4 0 ，y h s l 4 8 e h m l 0 6 ，e h l 1 1 4 ，e h m l 2 2 ，e h m l 3 0 ，e h m l 3 8 ，e h m l 4 6 ，e h m l 5 4 e h s l 0 0 ，e h s l 0 8 ，e h s l l 6 ，e h s l 2 4 ，e h s l 3 2 ，e h s l 4 0 ，e h s l 4 8 例如：y h m 2 1 4 其中2 表示汉字，( 1 表示字母数字) 1 4 表明列号 f m l2 2 3 2 b 图2 7 液晶显示器外形图 2 7 光耦 光电耦合器用于隔离，本电路中采用了6 n 1 3 7 和p c 8 1 7 ，可有效地防止一 莹 第2 章主要器件的选择与介绍 些干扰信号进入单片机，增强抗干扰能力。 图2 86 n 1 3 7 结构、引脚图 2 8 串一并移位寄存器7 4 h c l 6 4 是串行输入并行输出器件，用于液晶显示上，如下图与下表所示 表2 37 4 h c l 6 4 工作表 b q 。 q 锄 0 3 g k d v c c 。7 a 6 q s q l 一 m r c p 图2 97 4 h c l 6 4 引脚图 o p e r a t i n gi n p u t so u t p u t s m o d em ra日 q bq 1 _ q 7 r e s e t ( c l e a r ) lxxll _ l s h i f thlll 0 0 - 0 6 hlhl o o - o e hhll o o - 0 6 hhhh 0 0 - 0 6 2 9 铂热电阻p t l 0 0 铂热电阻是一种精确度高，灵敏度高的传感器，其线性温度阻值优于其他 电阻式热传感器，性能稳定，可靠性高产品分为小型电机用铂热电阻传感器、 大型电机用铂热电阻传感器、高压电机用铂热电阻传感器与轴承用铂热电阻传 感器。正因为铂热电阻温度传感器精度高、稳定性好、可靠性强、寿命长，所 以广泛应用于气象、农林、化纤、食品、汽车、家用电器、工业自动化测量和 9 第2 章主要器件的选择与介绍 各种实验仪器仪表等领域。本系统是利用p t l 0 0 铂电阻来检测各检测点的温度， p t l 0 0 的特性是很重要的。p t l 0 0 的稳定性很好，在2 0 0 。c 时恒温状态下，工作 3 0 0 小时后，0 。c 时的误差为0 0 0 8 欧姆( o 0 2 。c ) 之内。将p t l 0 0 传感器放在冰 水混合物中，同时使p t l 0 0 通过l m a 电流，此时阻值增量：l m a 时为o 0 2 欧 姆( o 0 5 ) 。 下表列出了p t l 0 0 铂电阻的温度和阻值对应关系。 温度 012 3456789 ( ) 电阻值( q ) 一3 0 8 8 0 48 7 6 48 7 2 4 8 6 8 48 6 4 48 6 0 48 5 6 38 5 2 38 4 8 38 4 4 3 2 09 2 0 49 1 6 49 1 2 49 0 8 49 0 4 49 0 0 48 9 6 48 9 2 48 8 8 48 8 4 4 一l o 9 8 0 39 5 6 39 5 2 39 4 8 3 9 4 4 39 4 0 39 3 6 39 3 2 49 2 8 49 2 4 4 一o1 0 0 0 09 9 6 09 9 2 l9 8 8 l9 8 4 19 8 o l9 7 6 29 7 2 29 6 8 29 6 4 2 01 0 0 0 01 0 0 4 01 0 0 7 91 0 1 1 9 1 0 1 5 91 0 1 9 81 0 2 3 81 0 2 7 81 0 3 1 71 0 3 5 7 1 01 0 3 9 61 0 4 3 61 0 4 7 51 0 5 1 51 0 5 5 41 0 5 9 41 0 6 - 3 31 0 6 7 31 0 7 1 21 0 7 5 2 2 01 0 7 9 l1 0 8 3 11 0 8 7 01 0 9 1 01 0 9 4 9 1 0 9 8 81 1 0 2 81 1 0 6 7 1 11 0 7 1 1 1 4 6 3 0 1 l1 8 5 1 1 2 2 51 1 2 6 41 1 3 0 31 1 3 4 31 1 3 8 21 1 4 2 l1 1 4 6 01 1 5 0 01 1 5 3 9 4 01 1 5 7 81 1 6 1 71 1 6 5 71 1 6 9 61 1 7 3 51 1 7 7 41 1 8 1 31 1 8 5 2 1 1 8 9 l1 1 9 3 1 5 0 1 1 9 7 01 2 0 0 91 2 0 4 81 2 0 8 71 2 1 2 61 2 1 6 51 2 2 0 41 2 2 4 31 2 2 8 21 2 3 2 l 6 01 2 3 6 01 2 3 9 91 2 4 3 81 2 4 7 7 1 2 5 1 61 2 5 5 51 2 5 9 41 2 6 3 31 2 6 7 21 2 7 1 0 7 01 2 7 4 91 2 7 8 81 2 8 2 71 2 8 6 61 2 9 0 51 2 9 4 41 2 9 8 21 3 0 2 l1 3 0 6 01 3 0 9 9 8 01 3 1 3 71 3 1 7 61 3 2 1 5 1 3 2 5 41 3 2 9 21 3 3 3 l1 3 3 7 01 3 4 0 81 3 4 4 71 3 4 8 8 9 01 3 5 2 41 3 5 6 31 3 6 0 21 3 6 4 01 3 6 7 91 3 7 1 71 3 7 5 61 3 7 9 41 3 8 3 21 3 8 7 2 1 0 01 3 9 1 01 3 9 4 91 3 9 8 71 4 0 2 6 1 4 0 6 41 4 1 0 2 1 4 1 4 l 1 4 1 7 91 4 2 1 81 4 2 6 6 1 1 01 4 2 9 51 4 3 3 31 4 3 7 l1 4 4 1 01 4 4 4 81 4 4 8 61 4 5 2 51 4 5 6 31 4 6 0 l1 4 6 4 0 1 2 01 4 6 7 81 4 7 1 61 4 7 5 51 4 7 9 3 1 4 8 3 l1 4 8 6 91 4 9 0 71 4 9 4 61 4 9 8 41 5 0 2 2 1 3 0 1 5 0 6 01 5 0 9 81 5 1 3 71 5 1 7 51 5 2 1 31 5 2 5 l1 5 2 8 91 5 3 2 71 5 3 6 5 1 5 4 0 3 1 4 01 5 4 4 11 5 4 7 91 5 5 1 71 5 5 5 51 5 5 9 31 5 6 3 l 1 5 6 6 91 5 7 0 71 5 7 4 51 5 7 8 3 1 0 第2 章主要器件的选择与介绍 温度 012345 67 89 ( ) 电阻值( q ) 1 5 01 5 8 2 l1 5 8 5 91 5 8 9 71 5 9 3 51 5 9 7 31 6 0 1 l 1 6 0 4 91 6 0 8 6 1 6 1 2 51 6 1 6 2 1 6 01 6 2 0 01 6 2 3 81 5 2 7 61 3 3 1 31 6 3 5 l1 6 3 8 91 6 4 2 71 6 4 6 41 6 5 01 6 5 4 0 1 7 01 6 5 7 81 6 6 1 61 6 6 5 31 3 6 9 l1 6 7 2 81 6 7 6 51 6 8 0 3 1 6 8 4 11 6 8 71 6 9 1 0 1 8 01 6 9 5 41 6 9 9 11 7 0 2 91 7 0 5 71 7 1 0 41 7 1 4 21 7 1 7 91 7 2 1 71 7 2 51 7 2 9 2 1 9 01 7 3 2 9 1 7 3 6 7 1 7 4 0 4 1 7 4 4 l1 7 4 7 91 7 5 1 61 7 5 5 41 7 5 9 11 7 6 21 7 6 6 6 2 0 01 7 7 。0 31 7 7 4 01 7 7 7 81 7 8 1 51 7 8 5 21 7 8 9 01 7 9 2 71 7 9 6 41 8 0 o1 8 0 3 9 2 1 01 8 0 7 61 8 1 1 31 8 1 5 11 3 1 8 81 8 2 2 51 8 2 6 21 8 2 9 91 8 3 3 61 8 3 71 8 4 1 1 2 2 01 8 4 4 81 8 4 8 51 8 5 2 21 3 5 5 91 8 5 9 61 8 6 3 31 8 5 7 01 8 7 0 71 8 7 41 8 7 8 l 2 3 01 8 8 1 81 8 8 5 51 8 8 9 21 3 9 2 9 1 8 9 6 61 9 0 0 31 9 0 4 01 9 0 7 71 9 1 11 9 1 5 l 2 4 01 9 1 8 81 9 2 2 41 9 2 6 11 3 2 9 81 9 3 3 51 9 3 7 21 9 4 0 91 9 4 4 51 9 4 81 9 5 1 9 2 5 0 1 9 5 5 6 1 9 5 9 21 9 6 2 9 1 3 6 6 61 9 7 0 31 9 7 3 91 9 7 7 61 9 8 1 31 9 8 51 9 8 8 6 2 6 01 9 9 2 31 9 9 5 01 9 9 9 02 0 0 3 32 0 0 6 92 0 1 0 62 0 1 4 22 0 1 7 9 2 0 2 12 0 2 5 2 2 7 02 0 2 8 92 0 3 2 52 0 3 6 22 0 3 9 82 0 4 3 52 0 4 7 12 0 5 0 82 0 5 4 42 0 5 82 0 6 1 l 2 8 02 0 6 5 32 0 6 9 02 0 7 2 62 0 7 6 32 0 7 9 92 0 8 3 52 0 8 7 22 0 9 0 8 2 0 9 42 0 9 8 1 2 9 02 1 0 1 72 1 0 5 32 1 0 8 92 1 1 2 62 1 1 6 22 1 1 9 82 1 2 3 42 1 2 7 12 1 3 02 1 3 4 3 3 0 02 1 3 7 92 1 4 1 52 1 4 5 12 1 4 8 8 2 1 5 2 42 1 5 6 02 1 5 9 62 1 6 3 22 1 6 62 1 7 0 4 3 1 02 1 7 4 02 1 7 7 62 1 8 1 22 1 8 4 92 1 8 8 52 1 9 2 12 1 9 5 72 1 9 9 32 2 0 2 2 2 0 6 4 3 2 0 2 2 1 0 02 2 1 3 62 2 1 7 22 2 2 0 82 2 2 4 42 2 2 8 02 2 3 1 62 2 3 5 22 2 3 82 2 4 2 3 3 3 02 2 4 5 92 2 4 9 52 2 5 3 l2 2 5 6 72 2 6 0 22 2 6 3 82 2 6 7 42 2 7 。1 02 2 7 4 6 2 2 7 8 1 3 4 0 2 2 8 1 72 2 8 5 32 2 8 8 82 2 9 2 42 2 9 6 02 2 9 9 52 3 0 3 12 3 0 6 72 3 1 0 22 3 1 3 8 3 5 02 3 1 7 32 3 2 0 92 3 2 4 52 3 2 8 02 3 3 1 62 3 3 5 12 3 3 8 72 3 4 2 22 3 4 52 3 4 9 3 1 1 第3 章硬件电路 第3 章硬件电路 3 1 总体结构 目前，温度巡回检测控制器方案多种多样，但各有优缺点，有的控制器低 成本，但精度低，有的高精度，但成本高。本项目是电机厂为发电机所设计的 配套设施，要求低成本，高精度，操作简单方便，抗干扰强，满足发电机测温 的要求，具体思路为以下：一台发电机配一个温度巡回检测器，大概要1 0 路通 道( 测三相定子绕组，要6 路，测轴承油温、水轮机约要4 路) ，因此本项目确 定提供1 6 路检测点。硬件主要选用通用性强的器件，在满足低成本，高抗干扰 性要求的同时，尽可能降低成本。控制器以单片机为核心器件，配上相应外围 电路，构成一个微型计算机系统。为减化外部接线节约材料；对不同检测点的 位置考虑：以及方便消除引线误差，提高精度；设计为分组三线制。 结构框图为： i恒 按 斗l 指示灯 多 流 路 键 源 铂 开 关 热 c p u 电 阻 液晶 一， 7 报警开关 显示 一 多 器 路 开 关 l 串1 3 卜 a d 转换器 图3 1 系统结构框图 硬件电路图如下面三张图所示。其中原n i n ( 1 ) 与原理图( 2 ) 为底板电路图， 原理图( 3 ) 为面板电路图。原理图( 1 ) 为恒流源电路、十六路开关电路、放大转换 电路及报警输出驱动电路； 原t 里n t ( 2 ) 为c p u 电路、系统电源电路、串行口接 1 3 电路；原理图( 3 ) 为键盘输入电路、指示灯输出电路、液晶显示电路。 1 2 第3 章硬件电路 糌1 王 l ! =腑 * 庭i 画h j 卑1 上j 一 副。 f 音舻j b 彬【l 耳。孝墓。i ll1 | 广 n 噜肿 霄 一 意l _ 【戛，r 4 住【i 一 章! 一i 匡 = r 铀；砝 睾ii 串 一 一彬a 一 k 。醚一量i *亨 吉 上 一 赢i i f 一 。| 毫a 一 l i ! 目 1 蔓 磊6 - 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