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系统设计有体积小、交互性强等优点。
为了实现高精度的油温控制,本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术,通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开,从而改变油温加热时间的方法来实现对油温的控制。
本系统主要由键盘显示和温度控制两个模块组成,通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、温度升降等功能。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
关键词:
喷油泵试验台微机测控系统单片机温度测控硬件模块
Abstract
Injectiondieselfuelsupplysystemisthemostprecisecomponents,calledthedieselengine’sheart,thetechnicalperformanceofthedieselenginecontrolagencies.Itaccordingtotherotatingspeedofdieselenginecylinderinputquantityofuniformdistribution.Byfuelpumpinstitutions,injectionquantityadjustingmechanism,drivingmechanism,fuelinjectionpumpbodycomposition.Fuelpump,italsocalledhighpressurediesel,accordingtodifferentoperation,willfuelpumptheoilpressurebroughtlow,atapredeterminedascensiontimecorrespondingoilamountaccordingtocertainrulespressuretosendtheinjectorbody.Asatest,adjustthepumptest-bedforspecialequipmentoffueloilpumpparametersinthemanufactureandrepairtheinjectionplaysanimportantrole.
ThissystembasedonAT89C51,AT89C2051singlechip,mainlyincludingsensortemperaturegathering,analog-to-digitalconversion,buttonoperation,SCM,partsuchasdigitaltubedigitaldisplay.ThesystemusesthePIDalgorithmtorealizetemperaturecontrolfunction,throughserialcommunicationfinishtwomicrocontrollerinformationinteractionandrealizethetemperaturesetting,controlanddisplay.Thisdesigncanbethroughaserialportandsuperordinationmachine(computerconnections,realizethecomputercontrol.Systemdesignhassmallvolume,interaction,strong,etc.Inordertorealizehighprecisionoiltemperaturecontrol,SCMsystemadoptsPIDalgorithmcontrolandPWMpulsewidthmodulationcombinationoftechnology.Throughcontrollingthebidiretionalthyristorchangefurnaceandpowersupply,andtheconnected,disconnectchangetheoiltemperatureheatingtimewaytoimplementthecontrolofoiltemperature.Thissystemmainlyconsistsofakeyboarddisplayandtemperaturecontroltwomodules,throughthecommunicationbetweenmodulesfinishfunctiontotemperaturesetting,solidtemperaturedisplay,temperatureliftetc.Withsimplestructure,proceduresshortcircuit,thesystemreliability,simpleoperation,etc.
Keywords:
pumptest-bed,microcomputerdetection-controlsystem,microcontroller,temperaturemeasurementandcontrol,hardwaremodules
第一章绪论1
1.1喷油泵试验台1
1.2温度控制系统概述1
1.2.1温度控制1
1.2.2燃油温度1
1.3设计任务和要求2
第二章系统设计原理与方案论证3
2.1总体框图3
2.2总体方案论证3
2.3各部分电路方案论证4
2.3.1温度采样部分4
2.3.2键盘显示部分4
2.3.3控制电路部分4
第三章硬件电路设计与计算6
3.1温度采样和转换电路6
3.2温度控制电路7
3.3单片机控制部分8
3.4键盘及数字显示部分8
第四章实验测试11
4.1循环显示“HELLO888”11
4.2键盘及数字显示结合11
4.3温度设定和传送电路14
4.4PWM电压输出电路19
第五章温度控制系统的通用硬件22
5.1AT89C51单片机简介22
5.2AD590传感器简介24
5.3ADC0809芯片简介25
致谢27
总结与展望28
课题总结28
课题意义28
参考文献29
附录元器件清单30
第一章绪论
1.1喷油泵试验台
随着世界柴油机行业的飞速发展,以及世界环保组织逐渐加强防治环境污染问题,柴油机喷射装置的正确转变就变得越来越重要。
为了达到柴油机的最佳运转、最小油耗和减少废气排放能够的目的,就必须在发动机的生产以及使用过程中尽量标准燃油系统。
因此,研究柴油机案有系统的测量工具“喷油泵试验台”具有重要意义。
喷油泵试验台的主要用途是检测和调整喷油泵在各种工况时的喷油量及各缸喷油间隔角。
衡量喷油泵试验台性能和质量的一个重要指标就是喷油量测量的精确性。
目前国内喷油泵试验台的油量系统仍采用传统的量筒式计量法。
该测量系统存在量筒的制造误差、刻度误差和测量人员的视觉误差等,使测量系统的系统误差较大、自动化程度低、测量过程缓慢,已不能满足现代喷油泵对其测量精度的要求。
将微机引入喷油泵试验台,对实现检测自动化提高检测精度和效率,增加检测功能有一定的实际意义和经济效益。
结合实际情况,对原有电子控制喷油泵试验台进行改造、设计、开发,将单片机和计算机引入喷油泵试验台,设计一套监控系统,用单片机作为下位机控制试验台,用计算机作上位机,在基于Windows的操作界面下用预先编制好的监控软件控制单片机,既操作简单,对实现检测自动化、提高检测精度和效率、增加检测功能又有重要的现实意义。
1.2温度控制系统概述
1.2.1温度控制
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中,温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下,为了保证生产过程正常安全地进行,提高产品的质量和数量,以及减轻工人的劳动强度、节约能源,要求对加热炉炉温进行测、显示、控制,使之达到工艺标准,以单片机为核心设计的炉温控制系统,可以同时采集多个数据,并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制,我们都希望温度控制系统能够有很高的精确度(起码是在满足我们要求的范围内),帮助我们实现我们想要的控制,解决身边的问题。
1.2.2燃油温度
国家标准规定喷油泵油缸的温度必须控制在38℃-42℃时对一定喷油次数下喷油量的检测,油缸内的油压测量才是准确的,因此在整个下腭孔过程中必须使喷油泵油缸中的油温稳定在38℃-42℃的范围之内。
但由于环境温度,电机转速过高时机械摩擦等因素的影响会使油温升高或降低,从而不易稳定在一定范围之内,所以要利用温度传感器来监控这一温度信号。
1.3设计任务和要求
1.基本要求
油温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。
2.主要性能指标
①温度设定范围:
35℃-42℃,最小区分度为。
②控制精度:
温度控制的静态误差。
③用十进制数码显示实际温度。
④能打印实际油温值。
3.扩展功能
①具有通信能力,可接受其他数据设备发来的命令,或将结果传送到其他数据设备。
②采用适当的控制方法实现当设定温度与环境温度突变时,减小系统的调节时间和超调量。
温度控制的静态误差≤1℃。
能自动显示油温随时间变化的曲线。
第二章系统设计原理与方案论证
2.1总体框图
微型打印机
图2-1单片机控制系统原理框图
该油温控制系统主要由AT89C51单片机控制系统、前向通道(温度采样转换电路)、后向通道(温度控制电路)、键盘显示电路等四部分组成,其总体设计框图如上图所示。
2.2总体方案论证
本课题是设计制作一个柴油机喷油泵油温控制系统,要求能在35℃--95℃范围内设定控制油温,并具有较好的快速性和较小的超调,以及十进制数码管显示等功能。
总体方案设计及论证
根据课题的要求,我们提出了以下的两种方案:
方案1:
此方案是采用传统的二位模拟控制方法,选用模拟电路,用电位器设定给定值,采用上下限比较电路将反馈的温度值与给定的温度值比较后,决定加热或者不加热。
由于采用模拟控制方式,系统受环境的影响大,不能实现复杂的控制算法使控制精度做得教高,而且不能用数码显示和键盘设定。
方案2:
采用单片机AT89C51为核心。
采用了温度传感
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