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利用单片机构成经济型机械通风控制器
 
慧聪网   2006年4月26日8时39分   信息来源:现代电子技术    

  摘 要:给出了一种利用单片机构成的经济实用型机械通风控制器的设计方案。通过低成本高可靠性的硬件设备及软件,实现了对粮库的自动通风控制,达到了控制目标。对同类需求具有推广应用价值。
    关键词:机械通风;单机片;温度测量;湿度测量;控制器
  1 引言
  众所周知,粮食的储备是关系到国家危亡、百姓生活的大事,粮食只有在一定的环境条件下才能长期存放,而保证不发芽不变质,所以对于贮存粮食的粮库,除了在结构形式上有许多要求外,在温度和湿度上都有较高的要求。一般来说,对于不同的地区,不同的贮存物,粮库分常温库、准低温库和低温库。准低温库的温度要求为15℃<t<20℃,低温库的要求为t<15℃。
  目前,在我国的北方地区,粮库主要利用机械通风设备进行粮库内、外空气的交换来达到降低库内温度,实现粮食的低温保存。以前通风设备的开启和关停,均是由人手动控制的,即由库管人员定时查看库内外的温度、湿度情况,按要求开关通风设备,这样库管人员的劳动强度大,可靠性差,而且管理人员多,管理成本高。为此,需要有一种符合机械通风要求的低成本的控制器,在温差和湿度超过用户设定值范围时,启动通风设备,否则自动关闭通风设备。鉴于目前大多中小型粮库资金缺少的现状,笔者根据粮库从事机械通风术人员的要求,研制了用GMS97C51构成的经济实用型机械通风控制器。本文就该控制器硬件组成、工作原理、系统软件等问题做以简述。
  2 硬件组成及工作原理
  系统的组成如图1所示。根据机械通风的要求,该控制器能够自动测量粮库内外的温差及库外的湿度。当库内外的温度差大于设定值且实测库外湿度低于设定值时自动给出信号启动通风设备,否则自动停止通风设备的工作。而温差及湿度的设定值可由用户根据季节气候随时修改,自由调整。
   
  系统的核心为高性能、低成本的单片机GMS97C51,他与87C51完全兼容,内部包含4kBOTP。通过P0口连接一个4×4键盘来实现人工对参数的自由设定。通过串口连接4位LED显示器,其中2位显示库内外的温差,另外2位显示湿度。系统定时启动通过P1口相连的ADC0809来完成温差测量电路送来的温差及湿度测量电路送来的湿度的A/D转换信号,并与设定值比较。当满足启动条件时通过P2.6控制继电器J闭合,进一步利用J的触点启动通风设备。
  下面重点介绍温差及湿度的测量电路。
  2.1 温差测量电路
  根据机械通风的要求,实际上我们并不关心粮库内外的实际温度,而是更关心库内外的温差。为了简化测量电路,降低成本,本设计没有采用传统测量库内外温度再求其差的方法。如图2所示。直接采用一对匹配性能较佳的AD590L,分别置于库内外,利用图2直接测量温差。显然VT正比(T1-T2),其中T1,T2分别为粮库内、外的温度。
  
  2.2 湿度测量电路
  为了降低成本,未使用现有湿度测量设备,我们选用Philips公司的高分子薄膜湿敏电容及1片7556构成测量电路。如图3所示。左边1/2(7556)组成自激多谐振荡器,右边1/2(7556)组成单稳态延时电路。V01,V02逻辑异或后滤波得到直流电压Vd,经分析可得:
  
  显示并控制通风设备(定时时间由用户设定)。作为完成比较计算的软件部分由主程序和定时器T0中断服务程序构成。主程序完成系统初始化及键盘管理,程序流程图见图4,中断服务程序,主要判定测量时间是否已到,并进行温差及湿度测量、换算,进一步判定是否启动通风设备,程序流程图见图5。
  
  
  4 结 论
  1)通过温差测量电路及湿度测量电路的设计,真正实现了低成本的要求。
  2)本装置为定时测控并显示有关参数,能够满足系统要求的同时,又具有简单、经济之特点。
  3)灵活的键盘输入方式设定参数,增加了系统的灵活性。
  
  本机械通风控制系统经过使用,证明运行可靠,操作方便,节省人力投入,提高了自动化控制水平和工作效率,方便了调试和维护,符合机械通风技术的要求,真正做到既经济又实用的控制目的,具有推广价值。
  参考文献
  1] 将玉祥.单片集成两端式感温电流源AD590在温度测控系统中的应用[J].电子技术应用,1993,(12):35-37.
  2] 张永明.智能环境温度监控系统[J],电子技术应用,1999,(3):30-32.
  3] 赵思孟.新建粮库中储粮机械通风生产试验评介[J].粮油食品科技,2003,(1):4-7.
  4] 张风言.模拟集成电路及应用[M].北京:中国铁道出版社,1990.
  5] 张友德.MCS-51单片机实用子程序及应用[M].上海:复旦大学出版社,1988.
 
 
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