8051单片机控制技术在氮水预冷系统中的应用.pdf

88051 单片片机控制技技术在氮水水预冷系统统中的应用用  摘 要要：采用 8051 单片机对石石横特钢厂气气体公司氮水水预冷系统进进行改造，软软、硬件相结合，有效地实实现了该系统统的稳 定生产产。关键词：单片机；微微机控制；氮氮水预冷系统统；差压变送器;数字控制制器 0 概述述 随着计计算机技术的的不断发展，它以其灵活、可靠、便于于开发和维护护等优点已被被广泛应用到社社会的各个领领域。 更是在在企业的现代代化生产中发发挥着不可替替代的作用。氮水预冷系系统是制氧系统的一个重要控制环节，，其作用是将将进入 该系统统空气中的杂杂质加以清除除并且将空气气温度由 80-1100℃降到 335℃以下，保保证制氧系统统的正常运行行。 该该系统中涉及及的重要控制制参数是水位位。水位控制制的高低直接接会影响系统工作的稳定性性。如果水位位控制的过高高，水 就会进进入分馏塔，冻结板式换换热器，直接接造成系统连连锁停车；如如果水位控制的过低，空气气的预冷效果果又不太理想想，影 响系系统的正常运运行。因此，采用单片机控控制技术对该该系统进行改改造。单片机机采用的是 MMCS-51 系列列的 8051 系系统。 1 控制制系统的组成成 （控制系统统原理图如图图2 ） 在在图中空冷塔塔液位由双法法兰差压变送送器检测后，将差压信号转变成模拟信信号，送入 AA/D 转换器变变成数字量，此数 字量直直接读入 CPPU 处理器，在在 CPU 处理理器内经数字字滤波、放大大后，一方面面作为本次采样值送入数字字控制器；另另一方 面通过过数显器进行行显示，并用用打印机打印出水位趋势图。数字控制制器将采样值值与给定值进进行比较计算算，计算结果经经 D/A 转换器器变成模拟信信号驱动执行行机构动作。当采样值大大于给定值时，放水阀阀门开度增大，，反之阀门开开度减小。这这样通 过改变变放水阀的开开度达到控制制水位的目的的。此外，该该控制系统具有发出水位正正常信号以及及在水位过高高、过低时进进行报 警、联联锁停水泵等等功能，以确确保系统安全全、可靠的运运行。   1 / 4    1.1 检测元件（双法兰差压变送器） 根据工艺要求，水位要控制在（6-14Kpa ）范围内，检测元件选用 EJA118W 双法兰差压变送器（量程为0-10 Kpa ）。 1.2 A/D、D/A 转换器 本系统采用 ADC0809 型 A/D 转换器，该芯片为 8 位逐次逼近型 A/D 转换器，其精度完全满足本系统的要求，D/A 转换器采用 DAC0832。 1.3 I/O 接口的选择 从系统控制原理图上看，该系统既要显示，又要进行控制，因而接口较多，现将各接口功能说明如下： 1）P1 与 P3 接口：P1.7 作为系统工作正常信号，P1.2 水位超过 12Kpa 输出线，P1.3 位是低于 8 Kpa 输出线。 P1.6 是允许手动调节输出指示，P3.2 （ INT0 外部中断 0 输入）作为 A/D 转换中断信号，P3.3 （ INT1 外部中断 1 输 入）作为改变参数中断以及水位过高联锁中断的输入。INT1 中断是多外部中断，且采用电平触发方式，因此采用多外 部中断方式进行扩充。 2 ）81551#：PA 口用做输入拨码开关的值，以确定修改的给定值数据。PC0 用于手动调节开度增加键，PC1 用于 开度减少键。 3 ）81552#：该接口地址为 7FF9H，其中 PA 口与打印机相联，工作在方式3 并且是输出方式。PC 口部分位作控 制状态联络位，PC4 用于水位过高连锁停水泵。打印机采用 TpuP-40A 微型打印机。 4 ）定时采样：本系统采用 10 秒钟定时中断采样，即每 10 秒钟采样一次。为此，我们采用系统中的 T0 作为定时 器。MCS51 的主频为 6MHZ 。要求产生 10S 定时，因此计数初值 X 为 X=216 －(6×10)/12=65536－5=65531=FFFBH 分别送至 TH0、TL0 计数器内。 5 ）显示接口：采用 8 位并行输出串行移位寄存器 74LS164 扩展输出口，输出装置是 2 位共阳极七段 LED 显示器， 采用静态显示方式。由于 74LS164 在低电平输出时，允许通过的电流可达 8mA，故不需要再加驱动电路。 6 ）A/D 、D/A 接口：A/D 、D/A 转换器是模数、数模转换器。其中 A/D 转换器采用中断方式。