通用液压试验台测控系统的设计

Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ ８ ｋ Ｂ ｙ ｔ ｅ ， Ｒ Ａ Ｍ １ ２ ８ ０ Ｂ ｙ ｔ ｅ ， 双数据指针 ， Ｗａ ｔ ｃ ｈ ｄ ｏ ｇ ， ３ 个定时／ 计数器。具有高速、 高可靠、 低功耗 特点 ， 利用高速低功耗 ８ 通道 １ ２位串行 Ａ ／ Ｄ转换器 Ａ Ｄ ７ ８ ８ ８ ， 实现高精度 的压力测量。由于本系统要 求 的精度为 ０ ． ３ ， 考虑 到性 价 比， 选用 Ａ Ｋ 一 １ 系列 应变式 压力 变送 器 。系 统通 过 Ｐ １口扩展 了 ４× ４共 １ ６
了测控的 自 动化。此系统操作 比较简单 ， 性能价格比高， 有利于推广。
１ 通 用 液 压 试 验 台结 构 设 计 及 工 作 原理
本液压试验台测控系统是一个数据采集与控制系统。本系统以单片机为主要工作元件 ， 利用单片 机和 Ｐ Ｃ机 联接 ， 实 现 了联机 通讯 。液压 试 验 台 的测 控 系统 硬 件 部分 包 括 ： 压力 ｉ 贝 ０ 量模块、 流 量测 量 模
Ｒ Ｓ － ４ ８ ５连接 ， 实现 了对压力 ０～３ ０ Ｍｐ ａ ， 流量 ０～ ２ ０ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ的测量 以及温度 ４ Ｏ一 ４ ５℃ 的测控 ， 同时实现 了在下 位 机中对温度 、 压力 及流量 的数字显示 、 动态校正等功能 。 关键词 ： 单 片机 ； 主从工作模 式 ； 动态 校正 ； 液压试验 台 中图分类号 ： Ｓ １ ２ ６ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ７ ９ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ２ ７ ０３ －
河北 科技师范学院学报
第２ ７卷第 １期 ， ２ ０ １ ３年 ３月
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． １ Ｍａ ｒ ｃ ｈ． ２ ０ １ ３
图１ 液压试验 台测控 系统 硬件 原理框 图
河北科技师范学院学报
２ ７ 卷
２ 通 用液 压 试 验 台测 控 系统 的硬 件 设计
２ ． １ 压力 测量模 块
压 力 测控核 心采 用 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ４ Ｒ Ｄ ＋单片 机 Ｊ ， 其 最 高 时钟 频 ８ ０ ＭＨ ｚ ， 片上 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ １ ６ ｋ Ｂ ｙ ｔ ｅ ， 可用 于
随着 液压 工业 的发 展 ， 液压 技 术在 各种 机械 中发 挥着越 来越 重要 的作 用 。 由于液压 系 统的组成 、 功 能 日益复 杂 ， 因而发 生故 障的机 率 也 随之 增 多 。液 压 系统 的故 障 具 有 多 元 性 ， 所 以在 故 障诊 断 和排 除 时， 不 但需 要有 熟 练 的技 术 人员 ， 同时还 要有 完善 的检 测设 备 。最近几 年 ， 液 压件 生产 厂家 、 大规模 液压
设备使用厂家、 部分高等 院校相继设计、 研制 了液压试验 台 。这些试验 台， 采用了 目前较 为先进 的 Ｐ Ｌ Ｃ和计算机语言控制 ， 故测试范围广 、 ｉ 贝 ０ 试精度高 ， 但ｉ 贝 ０ 试方法较为复杂 ， 要求操作人员的计算机程序
语言 水平 较高 ， 故普 及性 较 差 。在 此基 础上 考虑 了一 些实 际情况 ， 研制 开 发 了液压 试验 台测 控系统 实现
块、 温度 测控模 块 、 联机 通讯 模 块 、 键盘 模块 、 显示 模块 。模 数 转 换器 选 用 高 速 低 ８ ８ ８ ； 显示部分利用 ７ ４ Ｈ Ｃ ５ ９ ５ 驱动共阴极数码管。键盘部分利用 ４ ｘ ４ 键控制， 实现了
Ｉ
ＳＴＣ ８ ９Ｃ５４
Ｉ
ＡＴ８９Ｃ２０ ５１
Ｉ
ＡＴ８９ Ｃ２ ０５ １
ｌ
Ｉ
ｌ
压力测量模块
温度测控模块
流量测量模块
围： ０— ２ ０ Ｉ Ｍｍｉ ｎ ； 温度 范 围 ： ４ ０～ ４ ５ ｏ Ｃ； 硬 件 原理 框 图如 图 １ 所示。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ２ － ３ ０ ； 修改稿收 到 日期 ： ２ ０ １ ２ ０３ － — ０ ５
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ． １ ６ ７ ２ ． ７ ９ ８ ３． ２ ０ １ ３ ． ０１ ． ０ ０ ６
通 用 液 压 试 验 台测 控 系 统 的 设 计
王 庆 祝 ， 刘 印玮 ， 刘 胜 韬
（ １河 北科技师范学 院 ， 河北 秦皇 岛 ， ０ ６ ６ ０ ０ ４ ； ２中 国石油管道秦皇 岛输油气分公 司）
Ｐ Ｃ机
ｌ
联机通讯模块
ｌ
部分将主油路 、 回油路 、 辅助油路压力变送器信号
和标 准信 号进 行 自动转 化及 测量 。联机 通讯 部分
利用 ＭＡ Ｘ ４ ８ ５实 现 了电平 之 间 的转 化从 而 实现 了 ｌ台主机和 ３台分 机 之 间 的通 讯 。该 液 压 试 验 台 的测 试 参 数 如 下 ： 压力范 围： ０～３ ０ Ｍｐ ａ ； 流 量 范
动态 校 正 ， 有 利 于 设 备 的 长期 可 靠 运行 。温 度 ｉ 贝 ０
量部分 利用 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０温度传感 器把温度 信号传
到单 片机 ， 把温 度 控制 到 ４ Ｏ一 ４ ５ ｃ Ｉ ＝ 之间， 实 现 了 温度 的 闭环控 制 。流量 测 量部 分利 用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ２ ０ ５ １ 把Ｌ Ｙ Ｇ Ｗ 型 涡 轮 流 量 传 感 器 输 出 的 频 率 信 号计 数， 它 和流量 之 间 成 一 定 的 线 性 关 系 。压 力 测 量
摘要 ： 为克服传统液压 试验 台在测控 系统方面的缺点 ， 开 发了一种 主从 工作模 式 的微机 测控 的液压试验 台。
主要介绍 了以单片机为核心 的温度 控制模块 、 流量测 量模 块 、 压 力测量模 块的硬件 系统 的设 计 以及 系统 软件
的设计 思想 、 主程序 流程 。该系 统是 一个集 管理 与测控 为一 体 的集 散测 控 系统 ， 上位 机 与下位 机 通过 串 口