基于单片机的隔膜泵补排油控制系统

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摘 要 51单片机是一种带闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。传统隔膜泵补排油控制系统由PLC控制，经常由于用户的误操作更改补排油控制逻辑，导致隔膜泵液力端造成损坏。针对这种情况，本文提出了基于单片机的隔膜泵补排油控制系统，实现了独立于原CPU模块的控制。

关键词 单片机；电路；隔膜泵补排油

中图分类号TP368.1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0232-02

0 引言

隔膜泵的补排油部分由输入单元（探头检测信号），输出单元（电磁阀）和控制单元构成。隔膜泵控制系统的PLC控制单元是单一模块（CPU），主要控制着整个泵体的运行逻辑。其中补排油就是里面的一个单元模块。CPU模块内的程序对用户开发，但是在设备检修时用户的误操作会更改补排油控制逻辑，这样会对隔膜泵的液力端造成损坏，导致设备无法运行。本文针对上述问题，提出了一种基于单片机的隔膜泵补排油控制系统，该控制系统为脱离了原PLC的CPU模块控制的单独控制系统，具有使用方便，质量稳定等优点。

1 基于单片机的隔膜泵补排油控制系统构成

基于单片机的隔膜泵补排油控制系统主要由电路板、电源、80*51系列单片机、晶振电路、隔离输入电路、隔离输出电路构成。根据实际柜内的安装空间设计好电路板的尺寸，在上面印刷已设计好的电路，相应把各个电子器件焊接上。探头检测信号通过输入电路连接到单片机相应的管脚，单片机再经过逻辑运算由另一个管脚输出经过隔离放大驱动电磁阀动作。从而实现隔膜泵补排油部分脱离原CPU模块的控制。

2 单片机的基本管脚电路

51系列单片机的基本管脚电路包含简单的输入输出电路、供电电路、复位电路、时钟电路等。在实际应用中，我们常用P0.0--P0.7，P1.0--P1.7，P2.0--P2.7，P3.0--P3.7这32个管脚作为单片机的输入输出接口。当作为输入接口时，吸附电流可以达到10mA，提拉电流只有不到1mA，所以，在应用中通常以低电平0V时为“０”信号，高电平5V时为“１”信号。

3 基于单片机的隔膜泵补排油控制系统的工作原理

图1 基于单片机的隔膜泵补排油控制系统原理示意图

基于单片机的隔膜泵补排油控制系统的工作原理如图1所示。磁感应信号通过嵌入隔膜导杆（无磁介质）的磁环发出，作用于自制的磁式传感器，也就是补排油探头，该传感器将+24V信号经过隔离输入电路，转换为+5V信号传递给单片机的P1.0管脚，完成对隔膜位置的检测。同理，来自PLC的允许运行信号传递给管脚P3.7。

事先编辑好的程序写入到单片机，其工作时检测到接口地址有高电平输入即为“1”，经过内部程序逻辑处理使管脚P0.0输出+5V高电平。经过隔离放大输出电路变为+24V电压，驱动电磁阀吸合。发光二极管LED1发光作为电磁阀动作指示，从而完成整个补排油控制的动作。

4 程序设计

4.1 延时程序设计

作为单片机指令的执行时间是很短的，大约为微秒级，因此，我们要求补排油时间间隔２秒，相对于微秒来说，相差太大，所以，在执行某一指令时，插入延时程序来达到我们的要求，延时子程序可设计如下：

DELAY：MOV R5，#200

D1：MOV R6，#200

D2：MOV R7，#248

DJNZ R7，$

DJNZ R6，D2

DJNZ R5，D1

RET

4.2 输出控制程序设计

如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0=1时，嵌入隔膜导杆的磁环发出磁感应信号作用于双磁信号传感器；当P1.0端口输出低电平，即P1.0=0时，双磁传感器不处于工作状态。可以使用SETB P1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。输出控制程序如下：

ORG 0

START：CLR P1.0

LCALL DELAY

SETB P1.0

LCALL DELAY

5 结论

基于单片机的隔膜泵补排油控制系统是传统隔膜泵补排油控制系统的改进，可以避免由于误操导致的对隔膜泵液力端造成的损坏。从目前的实际应用效果看，在隔膜泵补排油上可以不再依赖进口的PLC产品来控制，成为独立的控制单元，节省了安装空间，提高了隔膜泵的稳定性，降低了制造成本。并且单片机具有很强的可扩展性，可以实现更多的功能。

参考文献

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[2]李平.单片机入门与开发[M].北京：机械工业出版社，2008．

[3]谢亮.例说51单片机（C语言版）[M].北京：人民邮电出版社，2010．