片机在消防稳压泵变频切换中的应用.pdf

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1、万方数据技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(9)：114—117ControlandInstrumentsinChemicalIndustrySTC单片机在消防稳压泵变频切换中的应用郭忠华(中海石油葫芦岛精细化工有限责任公司，辽宁葫芦岛125000)摘要：针对石化企业现场实际情况，将单片机控制系统应用于消防稳压泵变频切换联锁保护中，提出了一种基于STCl2C5410AD单片机的程序控制器的软硬件设计，经现场实际运行表现稳定可靠。关键词：单片机；变频器；联锁保护中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1000-3932(2010)09-0114拼1引言在石油化工企业中，电器控制电缆

2、多数是在项目施工建设时通过电缆沟敷设到现场设备，在现场进行启动停止等操作，敷设后电缆沟多数被盖板掩埋，甚至还会在上面进行混凝土硬化，控制电缆芯线数量已固定，这给投产以后运行过程中进行设备技术改造造成了不便。我厂两台消防稳压泵原设计为一台变频控制，另一台工频运行，现需将其改为一台变频器分时拖动两台水泵运行，在现场进行切换操作，为确保操作安全，防止误操作，需要完善联锁保护和现场指示，但原设计仅敷设了KVV-4×1．5inln2的控制电缆，传统的电器控制方案需要复杂的接线，已受到限制无法完成改造，为此提出了一种基于STCl2C5410单片机的智能化控制方案。2总体方案设计本设计主要完成稳压泵的变频切

3、换联锁保护和现场状态显示，当变频器处于运行过程时，不能进行泵的切换，否则由于电动机负载的突然接人，会使变频器发生过电流故障甚至造成IGBT的过流损坏，即使按了变频器停止按钮，在变频器减速停车过程中，如果进行了切换操作，也会造成变频器的过流，因而在变频器未完全停止输出前，应禁止切换操作，但变频器减速停机末尾转速已经很慢，在现场恶劣的噪声条件下，操作人员很难辨别是否已经完全停止，因而现场需要能够指示变频器的运行状态，告诉操作者何时可以进行切换操作；在正常状态下，始终应该有一台稳压泵接入变频器运行，如果由于特殊故障原因两台泵都脱离了变频器，造成变频器空载，此时变频器应立即停止输出。在本设计中尽量利用

4、原有接线，减少对原有接线的改动，利用原变频泵的启停按钮作为变频器的启停按钮，利用原工频泵的启停按钮作为变频切换按钮，系统总体原理如图1所示。现场I。E1)指示图1系统总体方案图KA3常开触点接于变频器运行控制端子FOR和DCM之间，用于控制变频器启停，多功能输出端N子KA、KB在变频器的参数设置项CD059中设为收稿日期：2010-07．11(修改稿)万方数据第9期郭忠华．STC单片机在消防稳压泵变频切换中的应用·115·01，即运行中指示，当变频器有输出或运转指令输入时动作⋯，将其与STC5410控制器的开关鼍输入端IN7连接，控制器根据其状态进行联锁保护和状态指示。当KA、KB端子处于闭合

5、状态时，按任何切换按钮都无效，现场LED指示灯处于2Hz闪烁状态，表示变频正在运行中，当按停止按钮后，待减速完成停止输出后现场LED指示灯熄灭，当发生切换并切换成功时LED瞬时点亮1s后熄灭，LED未点亮表示未发生切换或切换不成功。3STCl2C=舛10控制器硬件设计3．1单片机系统及串行口设计sTCl2c5410AD是单时钟指令周期增强型8051电c。

6、yr蚶l晤内核单片机，抗干扰能力强。电压范围宽，不怕电源抖动，具有10KB内部FLASH程序存储器和512字节内部RAM，具有片内独立硬件看门狗，实时监视软件运行，如程序出错，可在71．1ms内复位旧。。单片机外扩复位电路和晶体振荡电路构成最

7、小系统，c6、c7为电源去耦滤波电容，可以滤除电源的高低频干扰，提高单片机系统工作稳定性，CON6为液晶显示模块预留接口，可与LM3033、ST7920等点阵液晶模块通过SSP总线连接；串口通信部分选用MAX232A作为TTL．RS232电平转换芯片"1，可用于ISP程序下载和通用RS232通信，串口连接件采用9针母口DB9／F，原理图如图2所示。s3矿气II．．—玉吲瀚R',I)／P≮37煳PⅢ2．0Ⅲ／P¨、,＼-M，})C6／MP-oO圈辫．_j瀚DSTl．12C5410^nC8MAX232A图2单片机系统及串行口电路3．2开关量输出电路开关量输出采用6路继电器隔离输出，1路光耦隔离晶体

8、管输出，继电器触点容量】OA，每一路都带有常闭常开输出端子，提高了控制器外部接线的灵活性，而PLC通常只有常开触点输出；晶体管输出耐压80V，电流达1．5A，可作为PWM输出，在本系统中用于驱动现场LED指示灯。继电器驱动采用性能稳定的达林顿阵列ULN2003A，驱动电流500mA；STG5410单片机复位后端口处于高电平，为避免复位瞬间输出继电器误动作，采用施密特反相器741．514作逻辑转换，