基于80C51单片机干式变压器温度控制系统设计.docVIP

基于 80C51 单片机的干式变压器温度控制系统设计 摘要：介绍了一种基于 80C51 单片机的干式变压器温度控制系统，并分析了其系统硬件组成、软件设计及抗干扰技术的应用。 关键词：干式 器； 片机；温度控制系 中图分类号：TM403.9 文献标识码：B 文章编号：1001－8425（2013）01－0030－03 Temperature Control System Design of Dry-Type Transformer Based on 80C51 Single Chip Processor Abstract：The temperature control system of dry-type transformer based on 80C51 single chip processor is presented. The hardware, software and anti -interference technology application of the system are analyzed. Key words：Dry-type transformer； Single chip processor； Temperature control system 引言 度控制及其报警控制对干式变压器意义重 。变压器绕组温度若超过绝缘耐受温度，绝缘可靠性就会降低，甚至将被破坏，而这也直接导致变压器不能正常工作。 这种情况不仅使变压器的使用寿命缩短，也会带来一定的安全问题。 传统的干式变压器的温度控制系统在温度控制 及报警控制方面做的已经比较完善， 但是局限于其与上位机之间的有线通信， 系统的移动性和灵活性比较差，不能随时随地了解变压器温度。本文中所述系统在传统温度控制及报警控制系统的基础上，采用无线模块与上位机通信，有效地解决了这一问题， 使温度监测更加方便。  定的闸门温度比较， 判断该温度下是否需要执行动作，若需要，则通过输出电路执行相应的超温报警、风机的停止与启动以及跳闸等动作， 同时通过数码管等显示模块显示并通过串口通信及无线通信模块向上位机发送温度数值、 警报信息等， 以便用户接收。 图 1 为系统的结构框图。 温度传感器 输出电路 超温报警 跳闸 模数转换 单片机 风机 键盘 串口通信 显示模块 无线通信 模块 2 硬件组成 图 1 系统的结构框图 本系统主要由三部分组成，分别是温度采集、数 2.1 主控芯片 据判断处理和输出控制。 它通过三只铂电阻传感器 80C51 单片机是 MCS-51 系列单片机的一种 ， 采集变压器三相绕组的温度值，通过 A/D 转换芯片 由Intel 公司开发。 80C51 单片机是一个 CMOS 8 位 将采集到的模拟信号转换成数字信号后传送至单片 单片机，具有低电压、高性能的特点。它共有 40 个双 机，由单片机进行分析，将该温度与之前通过键盘设 列直插式引脚， 内有 128 个 RAM 单元及 4K 的 第 1 期 刘娇璇：基于 80C51 单片机的干式变压器温度控制系统设计 31 ROM，32 个外部双向 I/O 端口，3 个 16 位可编程定时计数器，内含 2 个外中断口，2 个全双工串行通信口，2 个读写口线。 由于 80C51 的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟，故采用作为控制核心。 温度传感器 温度传感器选择 Pt100 温度传感器， 其温度与阻值的关系如图 2 所示。 传感器的核心是铂热电阻，其输出为电流，其阻值与温度的变化关系式为： R(t)=R0(1+At+Bt2) 其中，A =3.908 02 ×10 -3/℃ ；B =-5.802 ×10 -7/℃ ；R0 = 100Ω。 180 170 160 150 R/Ω 140 130 120 110 100 90 80 -50 0 50 100 150 200 t/℃ 图 2 传感器温度与阻值关系图 从图 2 可知， 在干式变压器工作范围的 0℃到 200℃温度区间内，Pt100 温度传感器的阻值与温度具有良好的线性关系，这给高精度的温度测量带来了便利。 A/D 转换 于温度传感器采集的温度数据为电流模拟 量，而单片机处理的数据需为数字量，所以将温度传感器通过电路转换成电压模拟量之后，还需要在二者之间需增加一个 A/D 转换芯片。本系统中，选择了 AD0804 芯片来实现模拟量转