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        干式變壓器溫控儀的設計方法

        發表時間: 2019-04-11 09:21:09

        作者: 福州英諾電子科技有限公司

        干式變壓器溫控儀 (以下簡稱:溫控儀) 主要是由溫度傳感器和微處理器 (單片機) 構成的智能儀器;它使用三只鉑電阻 (溫敏電阻) 作為溫度傳感器來測量干式變壓器三相繞組的溫度, 根據設定的溫度值, 啟停風機進行溫度控制, 同時具有聲光報警功能, 是保護干式變壓器的重要裝置。

        1 單片機的特點

        1.1 實時性

        單片機可以在規定的時間內完成相應的任務, 在執行完規定任務的同時, 可對系統外部的異步事件做出快速響應。

        1.2 可靠性

        單片機把各個功能部件都集成在一塊芯片上, 內部采用總線結構, 減少了各芯片之間的連接, 大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。另外, 其體積小, 對于強磁場環境易于采取屏蔽措施, 適合在惡劣的環境下工作。

        1.3 控制功能強

        單片機是電子計算機這個龐大家庭的一個特是產品, 體積雖小, 但“五臟俱全”, 它非常適合用于專門的控制用途。為了滿足工業控制的要求, 一般單片機的指令系統中有極其豐富的轉移指令, I/O口的邏輯操作以及為處理器功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微型計算機。

        1.4 優異的性價比

        單片機采用了RISC流水線和DSP的技術, 該技術可提高速度和執行效率, 使單片機的性能明顯的優于同性能的微處理器;單片機的用途廣泛, 生產單片機的廠家很多, 因此, 在保證性能的同時, 低價格成為各廠商競爭的主要策略。

        2 溫控儀硬件平臺搭建

        根據干式變壓器保護裝置的功能要求, 溫控儀應具備溫度采集、三相溫度顯示、超溫報警、故障報警、超溫跳閘和風機啟??刂频裙δ? 同時還須具備實時性和可靠性等特性, 再結合單片機的技術特點, 下文將從軟件和硬件兩個方面描述溫控儀的實現方案。

        該溫控儀方案, 溫敏電阻選用Pt100, 放大器采用LM324, 采樣器選用MicroChip公司的MCP3204轉換器, 控制芯片選用MicroChip公司的PCI16C73單片機, 采用數碼管顯示, 用三極管C9013驅動蜂鳴器、繼電器等。

        3 溫控儀軟件編程

        單片機編程與硬件電路緊密相關, 根據溫控儀功能和上述電原理圖, 將軟件劃分為三部分:初始化、主循環和中斷服務程序, 控制程序用C語言實現, 編譯環境是MPLABX。

        3.1 初始化代碼設計

        初始化代碼段主要功能是對系統的參數和狀態進行配置

        3.2 主循環代碼

        主循環代碼段主要功能包括:實時對系統的三路溫度進行采集、超溫報警處理、故障報警處理、超溫跳閘處理、風機啟??刂铺幚砗桶存I處理等

        3.3 中斷程序代碼設計

        中斷服務程序由定時器驅動, 主要功能是循環顯示三相溫度值和捕捉按鍵狀態, 當報警狀況出現時, 驅動蜂鳴器報警

        4 溫控儀調校

        由于分立元件的個體差異, 盡管A路溫度采樣電路的匹配電阻R34、R35、R37與其它兩路 (B路和C路) 對應的電阻阻值選擇相同, 但依然存在細微差異, 導致對相同溫度進行采樣后, 其計算溫度結果會不相同;因此, 溫控儀還必須具有自校功能, 可通過等效儀對本機進行校準, 校準數據存與單片機內部的FLASH中;正常工作時, 用該校準數據校正實際采樣計算結果, 這樣可保證溫控儀的一致性和準確性。

        5 結論

        綜上所述, 該設計方案將單片機與傳感器 (溫敏電阻) 巧妙相結合, 構成了新一代智能溫控儀, 它能將傳感器初級變化后的電量作進行A/D變換, 通過相關公式計算得出采樣點環境溫度, 而后自動進行超溫報警、故障報警、超溫跳閘和風機啟??刂频忍幚?該溫控儀體積小, 功耗低, 能實時和準確地測量干式變壓器內部溫度, 并根據測量值和閥值自動進行相應控制;因此, 該溫控儀是干式變壓器保護裝置的理想選擇。

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