論移動電站的自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1、論移動電站的自動控制系統(tǒng)設(shè)計 目前，以柴油發(fā)電機組為基礎(chǔ)的移動電站作為獨立的供電電源極為 廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)場發(fā)電系統(tǒng)，它具有使用方便、可靠性高和成本低 等優(yōu)勢，可滿足短期供電需求，滿足長時間電力負(fù)荷，因而，在現(xiàn) 代工業(yè)生產(chǎn)中也得到認(rèn)可與重視。本文針對移動電站自動控制系統(tǒng) 的研究，詳細(xì)介紹了基于 PLC控制的新自動控制系統(tǒng)和基于 C8051FXX單片機的新自動化控制系統(tǒng)，并分析了其優(yōu)勢，推動新的 自動控制系統(tǒng)設(shè)計的投入使用。近些年，隨著我國移動電站自動控制系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)化、研發(fā)能力上的 較大突破，尤其是數(shù)字控制技術(shù)的日趨成熟，使得我國移動電站自 動控制系統(tǒng)的設(shè)計上升到新的階段，極大的提高了移動電站的工

2、作 效率。目前移動電站以其方便快捷、成本低廉等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于 郵電通訊、醫(yī)院學(xué)校等，滿足其應(yīng)急需求。但是，移動電站多為繼 電器控制，在實際操作中，其系統(tǒng)的可靠性較差，維修的工作量較 重，本文就從實際出發(fā)，提出一些先進的設(shè)計方案，來實現(xiàn)對移動 電站的有效控制，保障移動電站的工作效率?；赑LC控制的自動控制系統(tǒng) 這是為了實現(xiàn)對移動電站在運行過程中可能處理的故障進行有效監(jiān) 測、報警，并采取及時的保護措施的自動控制，它能夠提高移動電 站的自動化控制能力，有效的控制操作人員的工作失誤率。從軟件 設(shè)計來看，它通過以下幾個方面來對移動電站進行自動控制和檢 測。1.1. 開機起動階段。在開機階段，首先對周

3、圍環(huán)境溫度的充分考慮， 在程序開始的時候，重要判斷車廂內(nèi)的溫度是否高于 0C,這樣才能 保證有效起動柴油機，否則 PLC會輸出報警提示。其次是起動的方 式，在操作中根據(jù)實際情況，柴油機的起動方式分為正常和緊急起 動，自動開機起動的時候，PLC空制系統(tǒng)運行中10s內(nèi)自行起動3次 都未成功時，就會自動報告輸出起動失敗并自動關(guān)機。另外，對油 壓和飛車的檢測，當(dāng)起動成功后，應(yīng)該重視對其機油壓力和飛車與 否進行檢測，當(dāng)機油油壓低于 0.16,MPa或者發(fā)生飛車都會各自發(fā)出 報警信號，并且自動進入緊急停機處理的程序。在設(shè)計的時候，其 機油壓力的信號通過壓力傳感器，而飛車的信號是通過相應(yīng)的三極 管，并考慮到

4、在怠速延時時期其機油壓力可能偏低，所以，在怠速 進行 3min 后進行機油壓力檢測。12送電階段。在送電階段，PLC空制系統(tǒng)主要對移動電站進行密切 監(jiān)空，并針對所出現(xiàn)的異常情況發(fā)出報警信號并及時采取相應(yīng)的處理措施，如：電壓不穩(wěn)定時，PLC會報警并進入緊急停機；當(dāng)冷卻水 溫和機油溫度超過規(guī)定的溫度值時，PLC也會自動輸出相應(yīng)的報警信 號并進行緊急停機?；贑8051FXX）單片機的移動電站控制系統(tǒng)C8051FXX系列單片機是集成在一塊芯片上的混合信號系統(tǒng)級單片機， 它使用CIP51微控制器內(nèi)核，與MCS5仃指令集萬千兼容，可以使用 標(biāo)準(zhǔn) 803X/805X 的匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)，是一個真

5、正能夠 獨立工作的片上系統(tǒng)。本文采用其中的 C8051F005作為控制系統(tǒng)的 主要構(gòu)件，它采用64TQFP進行封裝，其運行速度高達25MI/S,支持 電源管理，能夠在省電模式下正常工作，芯片中有一個具有32KB的FlaSh 存儲器，這與 8051 兼容的微控制器內(nèi)涵， 22 個中斷源， 1 個 具有窗口檢測功能的12位多通道SARADC,個可編程增益放大器PGA 4個通用的16位定時器和4B寬的通用數(shù)字I/O端口等。其片內(nèi)還設(shè) 置有VDD監(jiān)視器、WDT和時鐘振蕩器，并且支持JTAG調(diào)試系統(tǒng)，能 夠?qū)υ谧罱K應(yīng)用系統(tǒng)上的單片機進行全速在線調(diào)試和在系統(tǒng)內(nèi)的編 程。在設(shè)計上，它是通過以下幾個方面來實現(xiàn)

6、對移動電站進行自動 控制和檢測。2.1. 硬件電路的設(shè)計。首先，整個電路采用的是閉環(huán)控制型的計算 機測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，整個控制過程是由實時數(shù)據(jù)采集、實時判 斷決策和實時控制三個環(huán)節(jié)組成，可以及時完成自動或者緊急開關(guān) 機、自動送電、參數(shù)測量和越限報警等各種功能，其次，整個控制 系統(tǒng)的核心是由微控制器、復(fù)位電路和時鐘構(gòu)成，其主要任務(wù)就是 協(xié)調(diào)和監(jiān)督整個系統(tǒng)的正常運行，并進行詳細(xì)的數(shù)據(jù)采集和處理、 進行邏輯判斷等。六路傳感器通過 PGA再次放大，并進行A/D轉(zhuǎn)換， 并且利用ADC勺可編程窗口檢測功能，對水溫、油溫、油壓和油門 位置四路窗口信號，將窗口的邊界參數(shù)輸入 ADC勺上下限寄存器， 經(jīng) A/

7、D 轉(zhuǎn)換后，當(dāng)可編程窗口檢測器發(fā)現(xiàn)輸入信號產(chǎn)生了越限行為， 就會通知微控制器，發(fā)出報警信號，同時會自動中斷運行，為系統(tǒng) 提供了快捷相應(yīng)的時間。同時，為了增強系統(tǒng)的抗干擾能力，用 VDD 監(jiān)視器、WD和時鐘丟失監(jiān)測器等，能夠第一時間檢測到程序的異常， 并能夠自動進行處理、恢復(fù)其正常運行。2.2. 軟件的設(shè)計上，我們都知道，系統(tǒng)軟件是由加載引導(dǎo)程序和控 制程序組成，C8051F000內(nèi)有32KBFIash存儲器，利用 MOV和MOVX 對它在系統(tǒng)編程，并且設(shè)計了通過 RS232 端口進行程序升級的方法， 這就是加載引導(dǎo)程序，加載引導(dǎo)程序區(qū)用于同用戶操作界面的PC機部分進行通訊握手、程序接受及裝載等

8、工作?？刂瞥绦蛑饕芍鞒?序和各功能子程序模塊做出，其主要任務(wù)就是密切監(jiān)測機組的運行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)這些狀態(tài)參數(shù)做出控制判斷，以此保障機組的穩(wěn) 定運行。基于MSP430FXX單片機的移動電站控制系統(tǒng)MSP430FXX單片機充分運用高速芯片的特有性能，加以簡單的外圍 電路，從而實現(xiàn)對移動電站的自動控制，這種新處理器適用于工業(yè) 控制、儀器儀表領(lǐng)域等，設(shè)計中主要采用了簡單的RISC結(jié)構(gòu)，簡潔的內(nèi)核指令和模擬指令，可進行多種運算的數(shù)據(jù)存儲器和寄存器； 還有高效的查表處理指令，這些都可以保障可編制高效率的源程 序。本文所采用的是MSP430FXX系列中的MSP430F14,9它是整個控制系 統(tǒng)的主控器件，有著以下幾點優(yōu)勢：首先是其功耗低。 MSP430F149 內(nèi)設(shè)置有快速閃存，它能夠使監(jiān)控器的電流消耗變小，延長電池壽 命；其次是用于存儲程序指令和數(shù)據(jù)的芯片上的存儲器，并且可以 大大提高運算速度，適合快速的運算；另外，多外設(shè)接口，能夠很 好的處理程序中所遇到的未知錯誤，并完成系統(tǒng)的自動復(fù)位；內(nèi)置 3 個晶振和時鐘發(fā)生器，可以根據(jù)不同的工作狀態(tài)靈活的選擇不同的 時鐘源，充