基于单片机技术实现固态继电器代替交流接触器的设想

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

1前言 3冷却电源控制系统工作原理随着科学技术快速发展，单片机控制技术在各行各业得到了广泛的应用，大到高新技术，小到家用电器，无所不在。它以物美价廉、可靠性高，越来越受到重视。我们机房发射机是美国Harris公司生产的DX-400全固态水冷式数字调幅中波发射机，整个外冷却热交换系统是国产的，冷却电源控制采用交流接触器来控制水泵、风机运行。自DX-400发射机播出多年来，冷却电源控制系统中的交流接触器曾出现触点烧损粘连、机械结构动作不灵活等事故，需要定期检修和更换交流接触器，检修强度和维护成本较高。为此设想如果采用单片机技术实现冷却控制电路的逻辑关系来触发固态继电器，控制水泵、风机的运行，就可以完全代替交流接触器，大大降低了故障发生的机率。单片机和固态继电器基本都是免维护的，可靠性高，属于-次性投资，这样就降低了维护成本，减轻检修工作量。下面主要阐述用MCS-5l型单片机技术实现发射机冷却系统的逻辑功能，采用三相固态继电器代替交流接触器控制水泵、风机运行。

2单片机系统组成单片机是指集成在-块芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出接口电路、定时器/计数器等部件都制作在-块集成芯片上，构成-个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能，单片机内部结构示意图如图1所示：i l定时器斛款鼯 中断系统： ：井 I， 罨 I- - - - - ， 吾 j L- 毫；西 l I I I. . . . J .. . - 图1单片机内部结构示意图单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现-种或多种功能的实用系统。单片机应用系统是由硬件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖 ，缺-不可。

我台DX-400中波发射机外冷却热交换系统由主/备水泵、3台热交换器、冷却电源控制箱组成，它主要给发射机水路管道里的蒸馏水进行外循环冷却，间接地对冷却功放拈、可控硅、水冷阻流圈产生的热量进行冷却，DX-400发射机外冷却电源控制原理图如图2所示：图2 DX-400发射机外冷却电源控制原理图它的工作原理是为DX-400中波发射机外热交换器的水泵、风机提供3相380V交流电源。cB 为冷却总电源空断，CB，和Jc、为1#水泵电源空断和交流接触器，cB 和J 为2#水泵电源空断和交流接触器，CB 和JC 为1#风机电源空断和交流接触器，CB 和JC 为2#风机电源空断和交流接触器，cB 和Jc 为3#风机电源空断和交流接触器，s，是水流开关(常闭接点)，R是可调延时继电器，S，是手动控制主/备水泵切换的单刀双掷豆开关，S 是手动控制备份泵指示的双刀双掷豆开关。

从cB、空断出线端取出单相220Vac电源，经熔断器F，送到控制电源变压器(220Vac/24Vac)T.中，输出24Vac控制电源。

当DX-400发射机开机功率按钮按下时，发射机冷却系统控制盘上的控制继电器带电吸合，即外部JC1闭合，使得冷却电源控制箱中的JC 、JC 、Jc 、JC 继电器的线包得电吸合，1#水泵P.及三台热交换器的B 、B，、B 风机运转，为发射机进行冷却。

当l#水泵出现故障停转时，水流开关s，闭合，延时继电器R带作者简介：5$(1973 3-)性别：男。籍贯：吉林桦甸，X-作单位：国家新闻出版广电总局953台职务：维修室主任，职称：工程师，研究方向：电台技术设备维护。

刘博(1971.1)性别：男。籍贯：吉林桦甸，工作单位：国家新闻出版广电总局953台职务：总工程师，职称高级工程师，研究方向：Dx型中波发射机维护管理。

数控技术电工作，-般设置1～3秒，时间到时，R切换，Jc 失电释放，Jc 带电吸合 ，2#泵运转，使得发射机继续正常播出。

R另-个作用是：当开机时，1#水泵瞬间运转，水流还没把水流开关接点断开，R带电工作，-般不N0.3秒时，水流开关接点被水流断开，R失电。如果无延时，瞬间就会将2#水泵启动。

4 MCS-51硬件电路工作原理图3所示是用MCS-51单片机技术实现冷却电源控制硬件原理线路图：- - - ∞ 柏 J I∞ Po t n I 5y△- - - Pl 2 。

、》～ 鞫 01/ i嗣 辩3I 上 S i 。 H 4Xm2 m I 20L f∞；图3 MCS-51控制线路原理图工作原理是利用外来的冷控信号，开启主用泵和1#、2#风机对发射机进行冷却，当发射机水温过高时，达到30C以上，温控开关闭合，单片机控制开启3#风机进行加强冷却。MCS-51引入定时1中断，利用延时1s的功能，定时条件是当水流开关闭合时，开始定时，引入中断工作方式。当定时1s到时，查询现在的水流开关和冷控信号的状态，如果它们仍然闭合，证明主用泵停转不工作，立即启动备用泵运转；否之，则顺序执行主程序进行工作。当冷控信号中断时，即关主/备用水泵，1#、2#、3#风机。

5固态继电器工作原理固态继电器具有无火花、无噪声、无污染、不产生电磁干扰，比电磁式交流接触器具有开关速度快、体积孝寿命长、耐震、耐腐蚀、防潮、防腐、输出端在接通瞬间无震颤现象，可以在严重污染和震动的环境下使用。

单相固态继电器的工作原理 ：它的输入 电路由电阻R.，二极管VD.和OC 中的发光二极管组成。单相固态继 电器原理图如图4所示，当输入端加上TTL逻辑高电平时，发光二极管发光，控制电路由晶体管vT ，vT，，晶闸管VS 及有关电容，电阻组成，若OC 中的发光二极管发光，光敏二极管导通，VT 截止，使VS 导通。这时整流器中电流足够大，使双向晶闸管vS，导通。VT 为过零检测器，当电源过零时，光电耦合器触发起作用；当电源不过零时，屏蔽光电耦合器的触发作用。双向晶闸管的电源电路在过零时，-旦触发，VS 导通，直到电源过零时为止 ，NShvs 相当于传统继电器的触点。

、T I6 。， 嗬 3， 。lj《rI]1” 出图4单相固态继电器原理图三相固态继电器的工作原理同单相固态继电器-样，只不过是由三个单相固态继电器组成 ，共用-个直流控制电压 ，进行控制。

6程序流程图用-个主程序和-个定时1中断子程序就可以构成整个系统的运行程序，主程序是实现外来冷控信号的响应，开1#泵和1#、2#风机，当水温过高时，开启3#风机进行加强冷却。定时1中断子程序则利用延时1s的功能，它的定时条件是当水流开关闭合时，开始定时，引入中断工作方式，在ls定时程序期间CPU可处理其它指令，从而充分发挥定时器/计数器的功能，大大提高CPU的效率。当定时时间到时，查询现在的水流开关和冷控信号的状态，如果它们仍然闭合，证明主用泵停转不工作，立即启动备用泵运转；否之，则顺序执行主程序进行工作。当冷控信号中断时，即关主/备用水泵，l#、2#、3#风机。主程序流程图和中断子程序图分别如图5、图6所示。

水流接点台时中蒜If服务穆序 (觎 疆0中图5主程序流程图图6中断子程序流程图7结语单片机技术现在发展非常成熟，应用广泛，它的成本hDSP和PLC技术要低廉得多，而且能达到控制要求，这里只是把 自己理解东西进行阐述，如有不对的地方请批评指正。