電站壓力參數檢測管理論文

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摘要介紹一種以單片微機為核心的可測量壓力的新型智能儀器。該檢測儀可消除現在普遍使用的現場安裝壓力表或短距離毛細管傳輸壓力表所存在的觀察不便的缺陷，具有測量準確、能減輕值班人員勞動強度、可遠距離傳送測量數據進行集中監控等優點。

發電廠(站)的壓力參數包括發電機、汽輪機、水輪機等旋轉機械設備在運行過程中需要測量的各處油壓、汽壓或水壓。由于這些壓力參數可以反映出旋轉機械設備的運行狀態，所以只有準確地加以測量，才能使上述設備的正常運行有保障。現在發電廠(站)使用的各種壓力測量儀，一般都采用現場安裝壓力表或短距離毛細管傳輸壓力表，需要安裝在要測量的壓力現場附近，由值班人員定時巡查記錄。這樣的測量方式，不但值班人員勞動強度大，而且無法做到隨時觀察各處壓力參數的變化，難以預防事故發生于未然。

本文介紹的單片微機壓力檢測儀，是一種能夠遠距離測量壓力參數的智能儀器。在單片微機的管理下，檢測儀的測量過程完全是自動進行的，工作狀態的轉換操作也非常簡單，測量結果既可以用顯示器顯示或打印機打印，也可以送至上位計算機進行遠距離集中監控，便于實現發電廠(站)管理的自動化和現代化。

1電路的構成和原理

檢測儀共有8路檢測通道，各路通道的模擬放大電路及基準電源電路均相同，而壓力傳感器的輸入則按實際需要選擇不同量程的壓力傳感器。壓力傳感器分別為各路壓力檢測通道的測壓元件，當壓力作用于傳感器時，芯片上的電橋在壓力的作用下出現不平衡，輸出正比于壓力變化的電壓信號，基準電源采用恒流源電路給電橋供電。從傳感器輸出的信號是比較小的，須經過模擬放大電路放大。為了消除放大電路的輸出端的溫漂，采用了基本差動運算放大電路。

由于檢測儀具有對多路測壓點進行自動巡回檢測的功能，所以需用自動轉換開關對多個壓力傳感器送出的信號進行選取。為此，采用了CMOS8選1多路模擬開關(選用4051)，由它控制8路通道的通斷狀態，相當于一個單刀八擲開關。從多路轉換開關輸出的信號是模擬量，在把它輸入單片機運算處理之前，必須先轉換成數字量，完成這一功能的電路就是A／D轉換器。檢測儀使用了MC1433雙積分型A／D轉換器，其工作原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時間間隔，然后用計數器記下此時間間隔內的時基脈沖的數目。

由于單片機本身提供的資源如I／O口、定時器／計數器、串行口等不能滿足要求，因此需要在單片機上擴展其它外圍接口芯片。由于MCS-51系列單片機的外部RAM和I／O是統一編址的，所以可以把單片機外部64KBRAM空間的一部分作為擴展I／O的地址空間，這樣單片機就可以象訪問外部RAM一樣訪問外部接口芯片，對其口進行讀寫操作。檢測儀采用具有I／O接口和計時器的靜態RAM8155作為I／O并行接口電路。

撥碼盤分為始點值撥碼盤和終點值撥碼盤，其作用是根據實際需要設置當檢測儀進行巡回檢測時的輸入通道始點值和終點值。

撥碼開關的每一位數碼開關對應一路輸入通道，并用來設置該通道的測量范圍。當一輸入通道壓力輸入量程不大于2.000MPa時，該通道的撥碼開關設置為“OFF”；當一輸入通道壓力輸入量程大于2.000MPa時，該通道的撥碼開關設置為“ON”。檢測儀將根據撥碼開關設置的量程進行運算，以提高低壓力量程范圍的數據精度。

顯示譯碼電路(74LS247)則將BCD碼譯成十進制數字，再由數碼管顯示壓力檢測通道的序號和各測壓點的壓力值。

操作顯示電路的作用是用來切換及顯示檢測儀的工作狀態。

打印／通信接口電路的作用是把測量結果用打印機打印出來，或把測量數據傳至上位計算機進行遠距離監控。

檢測儀的工作原理是這樣的：每一路通道的壓力傳感器的輸出信號經模擬放大電路進行線性放大，然后由多路轉換器的模擬電子開關進行選擇，并經濾波后，由A／D轉換器轉換成數字量，再經I／O并行接口輸入到單片微機進行運算，運算處理后的通道號和壓力值最后經I／O并行接口送至顯示譯碼器進行譯碼顯示。

2壓力檢測主程序

按照檢測儀的工作原理而設計的壓力檢測主程序的流程圖如圖2所示。

3抗干擾措施

3.1硬件的抗干擾措施

在電源方面，一是在交流部分連接了壓敏電阻，從而隔離了可能出現的尖峰過電壓；二是對某些單元電路采用恒壓集成塊供電，如恒流源電路的基準電壓和A／D轉換器的參考電壓均是這樣處理。其次，在多路轉換器輸出線與A／D轉換器的輸入電壓Ux引腳之間，串接了一個二階有源低通濾波器，它能夠有效地抑制高頻干擾信號。此外，檢測儀采用的A／D轉換器是雙積分型，其轉換結果與輸入電壓在采樣階段所經歷的時間內的平均值成正比，故對對稱交流干擾或尖峰脈沖干擾具有很強的抑制能力。