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1、基于C51的油冷机温控系统设计DesignofOilCoolerTemperatureControlSystemBasedonC51王志伟（江苏信息职业技术学院电气工程系，江苏无锡214153）摘要：工业油冷机应用于各类精密机床主轴润滑和液压系统的温度控制，以保证机床在连续加工过程中按设定精度运行。按工业现场要求设计了以C8051F064为控制核心，运用AD8572及军品级器件搭建高精度油冷机温度控制系统，通过软硬件配合实现系统的闭环控制，使温度控制精度达到「C以内，以控制压缩机及冷冻泵按要求运行。通过产品在多种环境温度下实际运行，控制器控制
2、精度高，系统运行稳定，完全达到了设计要求。关键词：油冷机，机床，高精度，闭环控制，液压系统Abstract:Accordingtotheindustrialfieldrequirements,thispaperdesignsthehighprecisionoilcoolertemperaturecon trolsystemwithC8051F064asthecontrolcore,andalsousesAD8572andmilitarygradedevices•Closed—loopcontrolwhichisrealizedbyhardwa
3、reandsoftwaremakesthetemperaturecontrolaccuracywithin1°C,inordertocontrolthecom pressorandrefrigeratingpumprunningundertherequirement.Keywords:oilcoolingmachine,machinetool,closed—loocpontrol,highprecision,hydraulicsystem高端数控机床加工精度不仅取决于数控系统及机械部分本3.3V给单片机提供供电电压3.3VD8.3VQ其在负载
4、10%〜100%身的设计精度，也取决于自身润滑及液压系统温度控制的精确程度，本系统不仅在硬件上的角度上，具体从元件选型、电路搭建以及PCB布局等方面优化硬件设计，确保整个系统每一个环节不出现短板，对热电偶传送过来的电压信号通过线性高精度转换，并通过软硬件实现了系统闭环控制。1系统总体设计变化时，其输出电压变化不超过±1%其电路如图2所示囚。C8061F064图1系统整体设计框图系统由主控板及显示面板两部分组成，其中主控板由输入信号转换电路、基准电源.C8051F064配置及输入输出电路、继电器驱动电路、键盘及LCD显示电路组成。该电路电路设计
5、参数为:采集0〜100mV热电偶输入信号并进行AD电压转换,测量温度范围一20°C〜80WJ温精度低于土0.忙运行时，要求油温精确控制在设定值，功能上要求实现四位数码管（精确到0.「迓显示输出、冷冻泵及压缩机等故障检测及处理、故障复位、旁通电磁阀继电器以及固态继电器输岀驱动2系统电路设计2.1系统供电电源设计为保证信号转换精度的需要，系统需要高精度的供电电源为固态继电器线圈、单片机提供高质量的供电电源，系统提供线图2系统DC-DC供电模块2.2输入信号放大电路及基准电源设计前级电路包括了分压转换电路、超高精度基准电压源，删如图3所示，基准电路
6、选用超高精度带隙基准电压源AD780,为单片机系统提供2.5V基准电压VREF,它具有低初始误差、低温度漂移和低输出噪声（100nV/JHz），精度可达士1mV®大值）的特点，非常适合用于增强高分辨率ADC的性能，以及任何通用精密基准电压源应用。以单路液温信号输入为例，放大电路由滤波元件ZJSR5101—333—T及高精度运放电路组成，其中精密运放电路为一同相比例运算电路，由精密输入放大器AD8572及精密电阻EEi及EE2分别作为输入电阻和反馈电阻组成，两个电阻采用定制军品0・02僦精度电阻，根据运算公式AU=1+EE=25,即将线性精密热
7、电偶电压信号0〜100mV）放大21EE为C8051F064所能处理的0〜2.北/压，同时电阻R61可起到•滤波及防信号冲击的作用，臬输入信号放大电路及基准电源电•駙論-3】所示虽••7^厂凸=^二t叽+二竺圈驱动12V直流脉动电压、+5V、3.3VD8.3VA系统选择了通过桥堆整流、滤波及7805稳压，输出+5V直流电压，同时在输出并联箝位二极管KG为电路提供保护。为给C8051F064及后图3系统单路分压及基准电压源电路2.3C8051F064配置及输入输岀电路设计系统选用C8051F064作为控制核心,C8051F单片机是完全集成的混合
8、信号系统芯片SoC）,具有高速、高性能、高集成级键盘显示电路供电,度等特点,具有两个16位AD转换接口,完全满足系统的0.5°C选择高精度电源转换芯片AMS1117
