低壓控制柜中的溫度控制系統(tǒng)

摘要：該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種低壓控制柜中溫度控制的解決方案，低壓控制柜是智能交通系列產(chǎn)品，可集成欄桿機(jī)、車道通行燈、聲光報(bào)警等多種電路模塊。不同的電路模塊對環(huán)境有不同的需求，環(huán)境溫度是其中的一個(gè)關(guān)鍵因素，適宜的溫度是低壓控制柜正常工作的必要條件。該系統(tǒng)由溫度傳感器DS18B20自動采集溫度，光耦MOC3041M智能控制溫度，數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示溫度。該溫度控制系統(tǒng)簡單易實(shí)現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于工控機(jī)等工業(yè)場所中；模塊化的設(shè)計(jì)思想，方便用戶的二次開發(fā)。
關(guān)鍵詞：低壓控制柜；溫度控制；數(shù)字溫度計(jì)；可控硅型光耦

0 引言
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)體系越來越數(shù)字化、智能化和集成化，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備日益趨向于自動化控制管理。而在自動控制領(lǐng)域中，溫度檢測與控制占有很重要的地位，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測與控制系統(tǒng)越來越被人們關(guān)注。傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻為溫度敏感元件，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的實(shí)現(xiàn)，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字集成式方向飛速發(fā)展。溫控模塊由單片機(jī)驅(qū)動，單片機(jī)由于低功耗、易擴(kuò)展、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)也成為人們追求的目標(biāo)。
低壓控制柜是智能交通系列產(chǎn)品，內(nèi)部一般集成欄桿機(jī)、車道通行燈、聲光報(bào)警等模塊，主要應(yīng)用于高速公路收費(fèi)口自動化管理系統(tǒng)。由于低壓控制柜內(nèi)部集成電路眾多，如何保證各個(gè)模塊協(xié)調(diào)的正常工作是很重要的，溫度控制是其中關(guān)鍵的一點(diǎn)。各個(gè)電路模塊需求的工作環(huán)境不同，對溫度的要求也不同。本文設(shè)計(jì)了一種低壓控制柜中溫度控制的實(shí)現(xiàn)方法，自動采集溫度并智能控制溫度在一個(gè)理想的工作范圍之內(nèi)。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
隨著社會的進(jìn)步，智能交通產(chǎn)品越來越多地應(yīng)用于高速公路智能化自動控制管理系統(tǒng)中。高速公路的收費(fèi)處設(shè)立了多個(gè)檢測控制設(shè)備，如何將這些設(shè)備智能化控制就成為人們思考的重點(diǎn)問題。車道控制柜集成了工控機(jī)、計(jì)重收費(fèi)用費(fèi)額顯示器、車道進(jìn)出控制入口、信號燈控制電路等模塊，方便了人們對公路交通產(chǎn)品的控制管理。溫控模塊就是應(yīng)用于車道控制柜中的自動化系統(tǒng)，它能自動檢測控制柜中的溫度，并智能控制溫度在一個(gè)適宜其中電路工作的范圍之內(nèi)。
溫控模塊主要包括數(shù)字溫度傳感器電路、單片機(jī)控制電路、數(shù)碼顯示電路，將它們集成在同一個(gè)模塊中，不僅能更好地檢測控制溫度，而且易維護(hù)、可擴(kuò)展。溫度傳感器電路負(fù)責(zé)采集溫度信息，并將溫度信息傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)控制電路負(fù)責(zé)接收外部的溫度信息，數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送相應(yīng)的指令到溫控部分調(diào)節(jié)溫度；數(shù)碼顯示電路則實(shí)時(shí)顯示溫度信息，方便工作與維護(hù)人員查看。
系統(tǒng)整體功能設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 溫度采集傳感器
溫度采集部分選擇DALLAS公司生產(chǎn)的一線式傳感器DS18B20，DS18B20溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9到12位A／D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。
溫度采集部分電路如圖2所示。

3 溫度控制芯片
溫度控制部分選擇FAIRCHILD公司生產(chǎn)的光耦合器MOC3041M，MOC3041M是過零雙向可控硅型光耦，單片機(jī)通過控制改變雙向可控硅的導(dǎo)通角，使輸出端電壓發(fā)生改變，從而使施加在電風(fēng)扇的輸入電壓發(fā)生改變，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)速控溫。
溫度控制部分電路如圖3所示。