智能控制器范文第1篇

近年来阀门电动装置逐渐取代机械执行机构，成为一个不可或缺的执行单元在工业控制系统中.本文首先对阀门电动装置研究的现状及趋势做了介绍。结合智能电动执行机构的特殊要求，对智能执行机构各个部分进行了设计和开发，该系统低功耗、耐高温、能长时间稳定运行在高温和恶劣的井下环境。

【关键词】电动阀门 执行机构 智能 井下环境

引言

近年来，在智能仪器仪表的领域重点发展的技术是数据通信、智能现场设备和开放系统。电动执行机构的实用阶段是控制系统的双向、全数字化、多站通信的发展、现场总线等。智能电动执行机构近些年发展比较迅速。我们分析了国内和国外的产品，我国电动执行结构还存在很多问题，控制精度较低、结构不合理、稳定性差等等，使得产品跟不上社会的步伐。国外的产品虽好，但是价格就非常的贵，售后的服务也不是很好。所以开发一套符合我们使用习惯的新型智能电动阀门执行机构的产品是十分有意义的。

1.总体设计方案

智能电动执行机构是一个复杂的系统，它是集机、电、仪一体的机电一体化系统。设计之初，要完成总体设计，总设的原则是简单实用、操作方便、安全可靠、技术先进。这一主题的原则的优点在国内外同类产品的基础上争取一个突破和创新，智能电动执行机构的设计工作原理框智能电动执行机构作为一种常规的仪器，它具有控制、检测等功能，系统由控制、通信、显示、保护等构成、我们把它分为两个部分：执行部分和控制部分；执行部分主要是电动机、传感器、各种部分等组成。控制部分主要由PLC、马达、接触器等组成；通过图1可以看出，智能阀门控制是闭环控制，控制电机的运行主要由反馈信号和设置信号，控制精度较高。

2.系统硬件设计

2.1设计原则

2.1.1模块化的原则

模块化的设计，基本设计思想是系统自上向下设计，把系统分为各个子系统，分别进行设计。这样进行设计，方便检查缺陷和简化设计工作。模块化设计系统为未来设计带来极大的便利，良好的模块设计可以使系统变成各个模块的组合。

2.1.2标准化的原则

标准化包括两个方面：自定义标准和法定的标准，标准化的设计可以为今后的设计工作带来极大的便利。

2.1.3复用的原则

在硬件的设计中，尽量采用模块化的设计，在以后的设计中可以使用，尽量减少错误。一般来说，要更新一个系统，其实就是改变其核心硬件的设计，就可以更新产品。系统的前期采用模块化的设计，可以使产品的后续开发节省时间和成本。

2.2电机的驱动设计

交流接触器的使用有很多优点，如寿命长、宽电压等。采用LC1-D18施耐德公司的产品用于电机控制

其控制原理图如图2所示：正转，正转按钮SBF关闭接触器KMF 电动关闭，然后电动机M正转；同理，逆转，SBR反向按钮关闭，换向接触器KMR电动关闭，所以电机M反转。为了防止KMF和KMR导通的同时，在电源电路、串联电路中KMR 、KMF联锁控制。

3.系统软件设计

根据阀门控制系统响应快和自动化程度高的特点，符合嵌入式系统的应用，硬件和软件组成嵌入式系统，两者互相配合，使系统工作。任何一部分出现故障，系统都不能正常工作，软件作为系统的两大组件之一，扮演者重要的角色在系统中。

3.1嵌入式系统特点

嵌入式系统一般具有4个优点：1）支持多任务的处理，较短的中断响应时间，程序简洁有效；2）模块化设计，存储保护功能；3）具有可扩展的处理器结构；4）系统具有较低的功耗；

嵌入式系统与通用型计算机系统相比有以下几个特点：1）大多数嵌入式系统的系统设计是为一个特定的用户群；2）硬件和软件在嵌入式系统中的设计是高效的；3）嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，具有较长的生命周期；4）嵌入式系统是将计算机技术、电子技术和、导体技术结和应用结合的产品，是一个高度分散、不断创新的系统；

3.2嵌入式软件

（1）系统需求分析：根据用户的需求，软硬件功能划分；

（2）软件需求分析：算法和各个程序模块的划分；

（3）设计：系统架构、数据结构、算法描述，流程和接口等进行详细的描述，各个模块描述；

（4）编码：应用合适的语言，编写程序代码；

（5）测试及维护：测试程序的缺陷进行修改完善，并对软件进行维护；

4.结论

经过不断对智能电动执行机构进行研究，通过不断学习和创新，大量的调查和研究工作。初步完成智能阀门控制器的设计，最终目标应用智能阀门控制器在工业的领域。发展的过程必然接受检验在实践中，不断发现不足之处，提出新的要求，逐步向工业化的道路前进；

参考文献：

[1]高倩霞， 李录平，饶洪德，杨晶，朱益军.阀门泄漏率的声发射测定技术研究.动力工程学报.2012（01）.

[2] 刘翠伟，李玉星， 李雪洁， 曹军.基于CFD模拟的输气管道阀门流噪声仿真.油气储运.2012（09）.

[3] 李永辉.石油化工EPC项目工艺阀门的质量控制. 炼油技术与工程. 2013（06）.

[4] 罗焱泽， 张有忱.基于图像处理的工业阀门气体泄漏监测法.流体机械. 2012（05）.

智能控制器范文第2篇

关键词：太阳能；PIC单片机；控制器；蓄电池

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02

进入新世纪，工业生产发展迅速，人类活动范围扩大，这对能源的需求量随之放大。世界能源问题突现，各国都重视能源结构的优化与相关技术的创新，特别是清洁能源的发展。近十年来，我国重视太阳能、生物能等新能源方面的开发与利用。

相对火电、水电和核电的各自的缺点，太阳能发电的两优势比较明显。一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全干净，不会有危险和破坏环境。同时太阳能电池原料—硅的获取资源丰富；电池转化效率不断提高，成本降低，使之太阳能的应用得以推广。重点在小型太阳能电站、大型并网电站、建筑光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、通信卫星供电系统等供电领域展开广泛应用。

在太阳能发电系统应用过程中，充电效率的提高，系统寿命的延长主要在于控制器的性能优劣。太阳能控制器是太阳能发电系统的关键部件，其主要完成对畜电池的充电和放电控制，使发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。以及过充、过放等情况出现时的保护。所以本文从关键问题的解决及系统的综合管理入手，开发出了一种适应性强、智能化程度高的太阳能控制器。

1 系统概述

智能型控制器的主电路同其他控制器一样，也可以是并联型、串联型、PWM型和多路型。该控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器构成一个微机数据采集和检测控制系统，既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，又可详细积累光伏系统的历史数据，为评估光伏系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供准确而充分的依据。此外，该控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。

智能型控制器的主要功能：

1.1 蓄电池充电控制

采用先进的“强充（BOOST）/递减（TAPER）/浮充（FLOAT）自动转换充电方法”，依据蓄电池组端的电压变换趋势自动调整充电电流，或控制多路太阳能电池方阵的依次接通或切离，既可充分利用宝贵的太阳能电池资源，又可保证蓄电池组安全而可靠地工作。

1.2 蓄电池过放电控制

当蓄电池发生过放电时，自动切断负载，以保护蓄电池。

1.3 数据采集和存储

采用高精度12位串行A/D转换器，对“当前状态参数”进行实时快速采集，并存至掉电不丢失数据的EEPROM存储器中。该存储器还可保存前100d的“历史数据”。“当前数据”、“历史数据”及“控制设置参数”等可由4*4矩阵按键选择，并由16*2字符液晶显示器显示工作状态及统计数据。

1.4 通信功能

主站与每台控制器可以进行远距离数据传输。

智能控制器范文第3篇

【关键词】 生活质量智能化控制系统Zigbee技术

1 引言

近年来,随着我国经济的快速发展,人们对于生活质量的要求也越来越高。各种先进的家用电器充斥着人们的生活空间,给人们带来便利的同时,繁杂的操控成为人们必须面对的一个问题。随着网络技术和通信技术的发展,为实现家电智能远程控制提供了条件。但很多普通家电产品并不具备智能远程控制功能,若每一款家电产品产品都单独实现智能远程控制成本太高,这就需要设计一个中间设备－智能家电控制器。针对这一问题,本文提出一种智能家电控制器的设计思路。利用智能家电控制器,用户通过一条短信就可以随时随地的控制家电的运行状态;家电的运行状态也可以实时反馈到用户,以便于用户发出下一步指令;而且通过智能家电控制器内部预设的程序,还可以实现家电的定时开关功能。这种智能家电控制器,不仅可以应用于普通的居住小区,还可以进一步扩展应用到高档别墅区的智能家电控制系统中,对于提升人们的生活质量具有非常重要的意义。

2 智能家电控制系统的总体结构及功能

智能家电控制系统包括智能家电控制器、远程通讯控制系统以及无线遥感控制系统。其中核心模块就是智能家电控制器,它与远程通讯控制系统相连,然后通过有线或者无线遥感控制系统,实现对各种家电的控制。智能家电控制系统所要实现的功能,基本上是由智能家电控制器实现的。

智能家电控制系统所能实现的功能主要有:

家庭安防:在智能家电控制系统中,连接有多种传感器,包括红外探测传感器、烟感探测头、门磁报警器、燃气探测头等。这些传感器可以实时采集信息然后传送到智能家电控制器。智能家电控制器再根据预设的程序对传送来的信息进行分析,以实现防盗、防火等功能,而且还具有主人身份识别功能,一旦有陌生人非法入侵,可以实现自动报警。

家电控制:不论用户在什么地方,都可以通过发送短信的方式,控制家用电器的开启或关闭。比如,用户在下班回家的途中即可以通过智能家电控制系统,实现空调的预热,照明系统的提前打开等。

信息服务:通过智能家电控制系统,用户还可以更为方便的享受到各种网络服务,比如网上订票、网上购物以及远程教育等。

所有这些功能都是可以通过智能家电控制系统实现的,但是本文只对智能家电控制系统的核心模块,智能家电控制器做深入的探讨。

3 智能家电控制器的设计

3.1 家电控制器的工作过程

在智能家电控制器中,含有一个SIM卡,利用这个SIM卡,便可以对接收到的手机控制信息进行用户权限的认证。认证完成后,如果不符合操作权限,智能家电控制器便反馈一个提示信息给用户。如果符合操作权限,那么智能家电控制器便根据用户的控制指令,对家电进行控制,同时将家电的运行状态反馈给用户。

3.2 家电控制器的原理框图

构成智能家电控制器的硬件电路如图1所示。

键盘控制模块。通过键盘控制模块,可以实现家电的预设置,比如控制电视的定时开关,定时开启或关闭步进电机以实现窗帘的定时开闭。

无线接收模块。用户通过手机短信对家电进行控制时,智能家电控制器通过无线接收模块来接收用户的控制指令。

Zigbee通信模块。在接收到用户的控制指令后,智能家电控制器通过Zigbee通信模块实现对家电的控制。

信息采集模块。根据用户的控制指令对家电进行控制以后,智能家电控制器利用信息采集模块采集各个家电的运行状态,并将采集到的信息反馈给用户。比如根据用户的指令开启空调一段时间后将室内温度反馈给用户。

3.3 智能家电控制器的软件设计

软件设计主要包括:控制界面的miniGUI编程、无线通信程序设计、家电运行控制程序设计以及嵌入式Linux操作系统的移植。控制界面的编程基于miniGUI1.3.3版本的图形界面编程,这种编程操作非常有利于进行人机对话。嵌入式Linux操作系统的移植,需要做的就是启动代码vivi的移植、内核的剪裁与移植以及制作文件系统。由于Linux 源代码开源,可以根据硬件设计的需求进行量身制定内核,可以实现在很小的存储空间上运行图形界面的操作系统。

4 智能家居控制系统设计中的关键技术

4.1 接口与标准

国内家用电器根据生产厂家的不同,其接口标准也不尽相同,这给设备的集中控制带来了难题。在进行智能家电控制器设计时,对每一个家用电器都配备一个终端控制器。终端控制器可以与主控制器相连然后形成微微网,这样便相当于统一了各个家用电器的接口标准,从而实现智能控制。

4.2 Zigbee技术

Zigbee技术具有强大的组网能力,可以组成蜂窝状网络,通信可靠性极强。通过Zigbee技术将嵌入式Zigbee模块终端控制器和家电控制器连接在一起,同时又利用具有路由功能的Zigbee家庭网关和外部网络相连,组建成一个星形网络。使得住宅中各种家用电器通过无线家庭网关连接成一个智能化系统,进行集中的或远程的监视、控制和管理。

4.3 扩展SIP技术

针对智能家居控制系统,目前已经可以通过一些协议来实现远

图1 智能家电控制器原理框图

程控制,但是网络用具的中间域通信的处理还没有非常好的解决方案。采用SIP扩展技术,能够较好的解决网络用具交互能力问题。本智能家电控制器设计中,恰当扩展初始化协议SIP,实现对家电远程控制的同时,及时获取家电的运行状态。在智能家居控制系统中,采用SIP扩展SUBSCRIBE、NOTIFY 和DO方法来实现。通过 SUBSCRIBE方法来获取家用电器状态,扩展DO方法对家用电器进行操作,终端控制设备使用NOTIFY方法及时将家用电器的状态改变通知用户。

4.4 开放式家庭服务网关

嵌入式家庭网关技术符合OSGi规范,即开放式家庭服务网关,包括服务网关、广域网以及局域网连接设备。为了实现智能家电控制系统的低成本、高可可靠性,采用实时嵌入式操作系统。将用户的对家电的控制划分为实时性控制和非实时性控制。嵌入式家庭网关不仅符合广域网连接通讯标准而且还符合局域网连接通讯标准以及与服务传输相关的标准,从而使得系统的软硬件升级问题得以解决,产品的通用性更强。

5 结语

随着计算机通信技术的发展,各种智能化电子产品不断涌现。智能家电控制系统在人们的生活中发挥的作用会越来越大,智能家居公司的服务对象也会逐渐从豪宅、高档别墅区等转移到普通居住小区。成本低、功能强大、可靠性好的智能家电控制器的应运而生,其市场前景是非常广阔的。相信随着时间的推移,智能家电控制器会逐步实现批量生产,进入到普通人们的生活中。

参考文献:

[1]于剑锋.基于ARM9的嵌入式数控系统的研究[J].机电工程技术,2011年05期.

[2]李文明.MY HOME智能家居系统样板房运用案例[J].数字社区&智能家居,2010年09期.

[3]杜成仁.智能家居的发展趋势[J].智能建筑与城市信息,2011年07期.

智能控制器范文第4篇

关键词：智能家居;ARM;LabVIEW;继电器

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）09-00-02

0 引 言

近年来，物联网[1]被认为是继互联网之后最重大的科技创新，成为了全球关注的热点领域。 智能家居属于物联网的一个重要分支[2]，又称智能住宅，英文名为Smart Home[3]，是指以住宅为基础平台，利用综合布线、网络控制、安全防范等技术将与家居生活有关的设施进行集成，其目标是建立一个从家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以提高住宅技术水平，优化居住环境[4，5]。 本文介绍了一个实用的智能家居系统中的分支系统――基于LabVIEW与ARM微控制器的智能家居控制系统，利用32位ARM配合LabVIEW上位机实现智能家居中的远程控制功能。

1 系统方案设计

系统的总体结构如图1所示，整个系统主要由上位机和下位机两大部分组成，采用LabVIEW编写上位机显示程序[6，7];下位机主要由ARM最小系统、液晶屏显示电路、外设等组成。STM32F107作为主控芯片，通过RS-232串口控制外设的状态，为了保证控制的准确性，每次状态有改变时，外设都要向ARM返回其改变后的状态，并在上位机上显示出来。

图1 系统总体结构图

2 系统的硬件设计

2.1 微控制器选型

该系统中用到的处理器STM32F107VCT6[8]是STM32增强型系列产品，该处理器是一个32位处理器，基于ARM V7架构的Cortex-M3内核，主频72 MHz，内部含有256字节的FLASH和64 K字节的SRAM，拥有32位宽的数据路径、寄存器库和内存接口，其中包括13个通用寄存器、两个堆栈指针、一个链接寄存器、一个程序计数器和一系列包含编程状态寄存器的特殊寄存器。具有处理速度高，代码量少的优点，嵌入式快速中断控制器支持延时操作和实时性能。

2.2 TFT液晶屏选型

TFT是“Thin Film Transistor”的简称，是指薄膜晶体管（矩阵）――可以“主动地”对屏幕上各个独立的像素进行控制，图像产生的基本原理为：显示屏由许多可发以出任意颜色光线的像素组成，主要控制各个像素显示相应的颜色就可以达到目的。本系统采用TFT LCD屏，LCD屏的分辨率为320*240，262 K色，采用ILI9320控制器，包括720路源极驱动以及320路的栅极驱动，自带有显存，容量为172 800字节。ILI9320控制模块与STM32F107处理器之间的接口为“i80-system”接口，用到的信号如图2所示，其中DB为数据总线，其它的信号为控制信号。 由于STM32F107不支持FSMC，所以本系统通过GPIO总线对屏进行访问操作，实现图形界面的显示。

图2 “i80-system”接口信号

2.3 串口模块设计

本系统采用ARM自带的串行通讯模块。STM32F107的串口非常丰富，功能也很强劲，最多可提供5路串口。本系统采用其中两个串口，一个用来进行上位机命令的实时接收，另一个用来实时控制外设。本系统选择的串口接口是9个引脚的RS-232接口。由于处理器STM32F107输出的是TTL/COMS电平，而PC串口为RS-232电平，所以硬件设计使用了美信（MAXIM）公司的电平转换芯片MAX232实现双向电压转换。

3 软件设计

软件部分主要包括上位机软件和下位机软件，上位机软件由LabVIEW编写完成，主要负责人机互通，发送控制命令。下位机软件主要由STM32底层驱动程序、串口通讯程序、液晶屏显示程序组成。

3.1 上位机设计

LabVIEW[9]是一种采用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，本系统通过LabVIEW提供的VISA控件，设置串口为COM1口，波特率为9 600 b/s，采用事件结构对用户界面做出响应，上位机显示界面如图3所示，每当按下显示界面的一个按键则产生一个事件，事件控制外设状态。

图3 上位机显示界面

3.2 下位机设计

系统初始化，液晶屏显示欢迎界面，界面内容包括该系统名字以及该系统在使用过程中需要注意的各项事项。ARM在接收上位机发来的指令后，将相应的命令按照通信协议打包发送给外设，外设再将变化后的状态按通信协议返回给ARM，ARM提取数据并传输给上位机显示。下位机流程如图4所示。

3.2.1 USART串行通讯程序

本系统中通过设置波特率寄存器USART_BRR达到配置不同波特率的目的。波特率[10]计算如式（1）：

（1）

波特率

这里的fCK是给外设的时钟，USARTDIV是一个无符号的定点数：USARTDIV=DIV_Mantissa[11：0]+DIV_Fraction[3：0]/16

DIV_Mantissa[11：0]定义USART分频器除法因子（USARTDIV）的整数部分，DIV_Fraction[3：0]定义了USART分频器除法因子（USARTDIV）的小数部分，在写入USART_BRR之后，波特率计数器会被波特率寄存器的新值替换。因此，不要在控制进行中改变波特率寄存器的数值。ARM与外设之间的通信协议：数据包=前导码+地址+命令控制码+后导码。

3.2.2 液晶屏显示模块程序

TFT LCD的初始化主要是在函数ili9320_Initializtion（）中实现的。首先，我们调用LCD_Init（）函数，对TFT LCD使用的GPIO管脚进行初始化，完成了GPIO的初始化后，我们就可以正常访问TFT LCD驱动芯片了，程序首先读取驱动芯片的ID，然后依据驱动芯片的型号执行相应的初始化程序，本系统所采用的驱动芯片的ID为9320。

图4 下位机流程图

4 系统测试

使用本系统进行实际的远程控制，我们选取的实验终端为一个配备了四个继电器的控制板，上位机控制协议如以下表1所列。

表1 上位机控制协议上位机信号 继电器状态

1o 继电器1开

1c 继电器1关

2o 继电器2开

2c 继电器2关

3o 继电器3开

3c 继电器3关

4o 继电器4开

4c 继电器4关

ao 继电器1-4全部开

ac 继电器1-4全部关

按下上位机显示界面的按键后，对应的继电器会实时做出响应，如果继电器打开了，则上位机显示界面上对应的灯会亮起，如果继电器关闭，则上位机对应的灯会熄灭。正常情况下，液晶屏显示欢迎界面，包括系统的名字及系统的相关注意事项。一旦整套系统出现故障，液晶屏显示“ERROR”，ARM向蜂鸣器发出报警信号，蜂鸣器响起，测试结果达到了系统预期效果。

5 结 语

本文设计并实现了一套基于LabVIEW与ARM微控制器的智能家居控制系统。ARM处理器作为下位机接受上位机发送来的指令，实现了照明、家电（如空调、热水器等）、窗帘、防盗报警、电话等远程控制。以前的智能家居控制系统由于功能要求不是很高，大多数都采用8位微控制器作为核心，本系统采用32位ARM处理器搭配LabVIEW编写的上位机，这从根本上将智能家居的性能提高了一个很大的层次，首先在控制方法上由定时变为了实时远程，其次在任务执行方面由单任务串行变为可多任务并行，最后加上终端可视化界面，完成了一整套功能强大、界面友好、操作简单的智能家居远程控制系统。

参考文献

[1]田景锡.物联网概论[M].南京：东南大学出版社， 2010.

[2]唐亮.我国物联网产业发展现状与产业链分析[D].北京：北京邮电大学，2010.

[3] Kyeong-AhJeong，Salvendy， Gavriel，Proctor， Robert W. Smart home design and operation preferences of Americans and Koreans [J]. Ergonomics， 2010， 53（5）： 636-660.

[4]侯冉冉，张亮.关于智能家居系统的探讨[J]. 住宅智能化与节能专辑， 2010， 4（4）： 2.

[5]吕璐，郝恩民，许芳婷.当前国内智能家居的发展探讨[J].电子制作， 2015， 4（8）：235.

[6]张宇，黄伟志，郝岩.基于LabVIEW的多功能数据采集系统的设计与实现[J].自动化仪表， 2013， 34（8）：24-26.

[7]徐菲，梁志剑，裴东兴，等.基于LabVIEW的多通道数据采集系统[J].电子测试，2012（8）：56-58.

[8] STM32F107xx芯片数据手册.意法半导体（中国）投资有限公司MCU技术支持[Z]. 2010-1-10.

智能控制器范文第5篇

关键词：交流接触器 智能控制 设计应用

0 引 言

随着单片机性能价格比的大幅度提高，把计算机和微处理器技术应用于工业控制特别是增加低压电器智能化功能，具有较大的市场经济潜力。我们在交流接触器智能控制方案和具体实施中做了大量的研究和可行性分析，开发了一种具有智能化功能的装置。把该装置和交流接触器相组合，就可以增加交流接触器的智能化功能。它具有设置简单、使用可靠、节能控制、在线更改设置和显示等功能。单片机在接到闭合或分断指令时，可以根据最佳分断、闭合相角轮流控制三个触点进行过零分断与闭合，减小了火花能量。利用它与中央控制计算机的双向通讯，可以形成局域控制网络和简单DCS系统。它在工业、油田、煤矿、农村（灌溉系统）和城市等领域和地区有广泛的应用前景。

1 接触器智能化内容和工作原理

我国目前使用的接触器、断路器和保护器（例如热继电器）均为机械非智能型的。一般为交流吸合、交流吸持和随机分断，且线包电压有220V和380V之分。实验告诉我们，不论是220V还是380V的线包，只要加上不低于160V的直流电压，接触器均能可靠吸合，并且不会产生一、二次弹跳。此时，只要维持吸持电压不低于直流15V，就可以稳定地保持吸合状态。分断过程一旦发生，必然伴随有电弧产生。确定分断过程何时发生的唯一原则就是在时间允许的前提下使电弧总能量最小。对于单相电磁电路，触点合断的最佳时刻应该是主电路电流过零之时，而对于三相电磁电路来说，如果分断过程发生在某一相电流过零时刻，此时三相电弧的总能量应该为最小。轮流控制三个触点的过零分断，可以使它们有相同的使用寿命。

视控制对象和要求，本方案采用继电器或可控硅作为控制接触器线包通断的元件。在单片机的控制下，系统按设置要求运行并显示。整个电路构成简单，运行平稳。当启动过程结束，高压自行撤除，续流电路维持吸合状态。总体控制原理如图1所示。

转贴于 3 单片机主程序框图

交流接触器智能化程度的高低，主要取决于控制方案的选取和软件的编制。程序的总体框图如图2所示。

程序在执行时，首先要对电网电压取样，若电网电压的不平衡度大于30%，程序拒绝继续执行，并用发光二极管对此项进行显示。此项检测通过以后，单片机根据相位同步信号和上次吸合、分断过零触点的记录，选择下一个触点作为目标触点，同时根据采样电压的数值，选择合适的吸合相角，进入控制待机状态。吸合命令一到，单片机立刻执行吸合子程序。吸合结束，单片机便使主控器件截止，系统自动进入吸持阶段，线包以低电压、小电流维持励磁吸合状态。

4 实验研究

可行性实验是在开发装置上进行的。考虑到系统的抗干扰能力和操作方便，选择擦写方便的89C52单片机，和苏州机床电器厂生产的JZ7型号中间继电器（380V，5A）组合，进行了大量的实验，基本情况如下。

（1）吸合及分断过程

接触器绕组的工作电压为380V，在交流220V的条件下无法完成吸合。和智能装置进行组合，同样在220V的情况下，吸合一次完成。用示波器观察，吸合指令和执行机构的时间误差最大不超过40ms，76%以上在20ms以内。在不产生一、二次弹跳的前提下，吸合电流为0.12A，而吸持电流仅为6mA，效果相当理想。当外电压降到160V，触点自动断开，单片机处于采样、待机状态。

大量的实验告诉我们，对于同一类型的接触器和断路器，它们弹簧弹力和动点质量基本相同，因而具有相同的惯性。电网电压的波动使磁力克服惯性移动相同距离的时间是不同的，因而导通相角和导通时间也应该不同。把不同型号的接触器和断路器在不同电压下的最佳吸合相角和吸合时间制成表格，单片机以查表的方式进行控制，可以使接触器工作在最佳状态下。

分断过程有相似的结论。这里单片机要做两项工作：更换取样触点和确定分断时刻。后一项工作也是在大量实验的基础上查表完成的。目前正在利用新的传感技术和过程取样技术，完善过零分断的闭环控制，通过自学习功能自动更新表格中的相关数据，提高模块的智能化程度。

（2）吸持过程

启动过程结束以后，线包就在低电压、小电流状态下工作。单片机在维持这种状态的同时，对吸合电压及电网不平衡度进行监视，一旦有短路、断相、电网电压不平衡度超过30%或者电网电压低于160V及启动运行电流超过设定值，控制回路立刻按过零要求进入分断子程序进行失电分断，从而保护设备的安全。

（3）通信联网

通过单片机的串行口与微机RS232相联，从微机键盘或鼠标修改单片机的控制参数，同时将单片机的各路电流采集值读回微机显示。这样联网后可对各被控对象的运行状态实时监控，易于操作。

5 结 论

选择不同的单片机，可以组成具有较强抗干扰能力和运行可靠性的产品，其抗干扰能力虽然不如PLC，但其较高的性能价格比，运行效果仍然令人满意。和新的传感技术相结合，可以增加包括监测触点温度在内的具有学习功能的智能化产品，和我国大量的接触器、断路器相组合，将是我国低压电器摆脱落后局面、走出低谷的有利契机，必将为提高我国低压电器的档次作出贡献。

参考文献

[1] 王富东.智能化断路器的开发[J]. 低压电器.2000，（2），13.

[2] 韩光熙.智能接触器节能控制模块[J].低压电器.2000（3），24.

[3] 万绍尤.DW45-2000万能式断路器[J]. 低压电器.1998（5），22.

[4] 王淑红.三相异步电动机的软起动控制系统[J]. 机床电器 2000（4），43.