变压器冷却操控体系操控器的硬件规划
摘要：变压器的冷却设备是将变压器在运转中由损耗所发生的热量发出出去，以确保变压器可以安全正常的运转。本文所进行的首要中心部分便是对操控模块进行的规划，其间包含了可以对主变压器电扇投入与切除的温度规模进行自行设定，也可以依照用户的要求而改动。
1、变压器冷却操控体系操控模块的规划整体思维
本文所进行的便是对变压器冷却操控体系操控器模块进行规划，其间包含了可以对主变压器电扇投入与切除的温度规模进行自行设定，也可以依照用户的要求而改动。在传统操控方法中，电扇投切的温度约束值是不能改动的，此外，电扇电机的发动和中止温度有一余量，不像传统的操控方法中是一个定值，避免了频频发动的缺陷，此外还有运转、毛病维护及报警等信号的显现及其与操控中心或调度中心的通讯，上传这些信息，如变压器油温、电扇运转情况有无毛病等。至于电扇的分组投切设置是为了节省电能，具有必定的经济含义，但这个分组数不宜过多，避免操控杂乱，且散热效果欠安。
操控器首要由AT89CS1单片机、A/D转化器、键盘操控芯片，输出模块、通讯模块以及主动复位电路等组成，其间单片机是操控器的中心，AID转化器是把输入信号转化为数字信号。
2、变压器电扇操控体系的硬件接线
根据以上的要求，咱们规划的电扇操控器的硬件线路图如下页图1所示。变压器电扇操控中对操控模块进行改善是本文研讨的要点，其间包含首要芯片的选用以及一些抗搅扰元件的运用。所以在本章节中，咱们要点即将介绍变压器电扇冷却操控模块中的首要硬件芯片的效果、选用以及它们之间的衔接力一法。
(1)单片机AT89C51(如图1)。
AT89C51是Atmel公司出产的一种低功耗，高功用的8位单片机，具有8k的flash可编程只读存储器，它选用Atmel公司的高密度不易丢掉的存储器技能，而且和工业规范的80c51和80c52的指令调集插脚引线兼容，其集成的flash答应可编程存储器可以在体系或许通用的非易失性的存储器编程中进行从头编程。AT89C51集成了一个8位的CPU， 8K的flash。256字节的EDAM， 32位的I/0总线。三个16字节的守时器/计数器，两级六中段结构，一个全双工的串行口，振荡器及时钟电路。AT89C51是完结体系的数据处理和体系操控的中心，一切其它器材都受其操控或为其服务。
在本文中，经过TLC 1543 A/D转化器后输出的数字量输入到AT89C51单片机中，一起在进行了温度参数的设置往后，进行它的输出操控，其间包含了变压器的温度显现、情况显现、以及声响报警设备等等，也便是咱们所研讨的变压器冷却操控体系的中心部分。
(2)变压器的温度收集及温度处理模块。在变压器的电扇冷却主动操控体系中，第一步进行的便是对变压器上层油温进行的温度收集作业。变压器的温度收集是由变压器的温度操控器来完结的，其间包含铂电极、传感器以及变送器。经过温度操控器输出的信号进入变送器，变送器送出一个4一20毫安的电流信号，然后将此电流信号经过操控芯片上的电阻元件完结电流电压信号的转化，转化后的电压是在0.4一2(伏特)之间，然后将此电压信号输入到TLC 1543数模转化器，进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种，考虑到变压器设备的方位(室外)距本操控设备(室内)有必定的间隔，电流信号不易丢失，故挑选了4一20毫安的电流信号。
(3)11通道10位串行A/D转化器丁LC1543。
TLC1543 A/D转化器是美国TI公司出产的很多串行A/D转化器中的一种，它具有输入通道多、转化精度高、传输速度快、运用灵敏和价格低廉等长处，是一种高性价的模数转化器。TLC 1543是CMOS，10位开关电容逐次迫临模数转化器。它有三个输入端和一个3态输出端：片选(CS)，输入/输出时钟(I/0 CLOCK)，地址输入和数据输出(DATAOUT)。这样经过一个直接的四线接口与卞处理器或外围的串行口通讯。片内还有14通道多路挑选器可以挑选11个输入中的任何一个三个内部自测试(self-test)电压中的一个。
(4)BC7281 128段LED显现及64键键盘操控芯片。
BC7281是16位LED数码管显现器键盘接口专用操控芯片，经过外接移位寄存器(典型芯片如74HC164， 74LS595等)，最多可以操控16位数码管显现或128支独立的LED。 BC7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控，然后可以和各种外部电路合作，适用于任何尺度的数码管。
BC7281各位可独立按不同的译码方法译码或不译码显现，译码方法显现时小数点不受译码影响，运用便利;BC7281内部还有一闪耀速度操控寄存器，运用者可随时改动闪耀速度。
BC7281芯片可以衔接最多64键C8*8)的键盘矩阵，内部具有去颤动功用。它的键盘具有两种作业方式，BC7281内部共有26个寄存器，包含16个显现寄存器和10个特别(操控)寄存器，一切的操作均经过对这26个寄存器的拜访完结。
BC7281选用高速二线接口与MCU进行通讯，只占用很少的I/O资源和主机时刻。
BC7281在本体系中首要用于驱动变压器温度显现的LED以及显现电扇运转情况的指示灯。
前已提及，BC7281芯片内部共有26个寄存器，包含16个显现寄存器和10个特别功用寄存器，共用一段接连的地址，其地址规模是OOH-19H，其间OOH-OFH为显现寄存器，其他为特别寄存器。
(5)运用MAX232完结与PC机的通讯。
①MAX232芯片简介
MAX232芯片是1VIAX工M公司出产的低功耗、单电源双RS232发送/接纳器，适用于各种E工A-232E和V.28; V.24的通讯接口，1VIAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源变换成RS-2320输出电平所需±10V电压，所以选用此芯片接口的串行通讯体系只需单一的+5V电源就可以。
咱们的规划电路中选用其间一路发送/接纳，RlOU T接MCS一51的RXD ， T 1工N接MCS一51的TXD， TlOUT接PC机的RD，Rl工N接PC机的TD1。因为MAX232具有驱动才能，所以不需要外加驱动电路。
体系中运用了此技能之后就完结了变压器电扇冷却体系的长途操控，作业人员可以在操控室对冷却体系进行操控，可以到达便利、准确、方便的日的，这也是咱们对传统的电扇冷却操控体系而做的一个重要的改善。
②串行通讯
在此完结中，咱们有必要要对MCS-51串行接日和PC机串行接日的串行通讯要有必定的了解，串行通讯是指通讯的发送方和接纳方之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制位移动的，它的长处是只需一对传输线进行传送信息，囚此其成本低，适用于远即离通讯;它的缺陷是传送速度低;串行通讯有异步通讯和同步通讯两种根本通讯方一式，同步通讯适用于传送速度高的情况，其硬件杂乱;而异步通讯应用于传送速度在50到19200波特之间，是比较常用的传送方法，本文中运用的便是异步通讯方法。
(6)“看门狗”电路DS1232
在体系运转的过程中，为了避免因搅扰或其他意外呈现的运转中的死机的情况，“看门狗电路”DS1232会主动进行复位，而且可以重读EEPROM中的设置，以确保体系可以安全正常的运转。
美国Dallas公司出产的“看门狗”(WATCHDOG)集成电路DS1232具有功用牢靠、运用简略、价格低廉的特色，应用在单片机产品中可以很好的进步硬件的抗搅扰才能。
DS1232具有以下特色：
①具有8脚DIP封装和16脚SOIC贴片封装两种方式，可以满意不同规划要求;
②在微处理器失控情况卜可以中止和从头发动微处理器;
③微处理器掉电或电源电压瞬变时可主动复位微处理器;
④准确的5%或10%电源供电监督;
在本变压器冷却操控体系中，DS1232作为必守时器来起到主动复位的效果，在DS1232内部集成有看门狗守时器，当DS1232的ST端在设置的周期时刻内没有有用信号到来时，DS1232的RSR端将发生复位信号以逼迫微处理器复位。这一功用关于避免因为搅扰等原因形成的微处理器死机对错常有用的，因为看门狗守时器的守时时刻由DS1232的TD引脚确认，在本规划中，咱们将其TD引脚与地相接，所以守时时刻一般取为150ms。
3、定论
本设备完结了经过单片机主动操控冷却器的各种运转情况并能准确监测变压器的油温文冷却器的各种运转、毛病情况，显现了比传统的操控方式的优越性。(1)可以对变压器油温进行监测与操控;(2)完结了变压器冷却器根据不同油温的分组投切，延长了冷却器的运用寿命，有较好的经济含义; (3)完结了冷却体系的各种情况，如油温、电扇投切和毛病等信息的上传，便于值班员、调度员随时掌握情况。
因为固态继电器完结了变压器的无触点操控，处理了传统的操控回路的坏处，一起此操控设备具有电机回路断相与过载的维护功用。因为运用了单片机，因此具有必定的智能特征，完结了油温、电扇的投入、退出和毛病等信号的显现以及上传等。经过实践运转标明，该设备的研发是比较成功的。但往后，咱们还应该对固态继电器自身的维护进行一些研讨，避免主回路因电流过大而形成固态继电器的损坏，以使变压器电扇冷却操控回路愈加完善。
