电力学报？计算机应用？
应用微机技术实现空压机的自动群控杨涛（太原电力高等专科学校）李雪梅（山西省电力局供应处）的自动控制、自动保护及自动数据记录。本装置在工业生产中的应用情况、设计思想及使用效果等。
引言空气压缩机（以下简称空压机）是电力、矿山、冶金、化工、机械制造、纺织、食品等行业不可缺少的风动力设备，我国有几十家生产空压机的大中型企业，年产量在几千台。由于空压机属于强噪声大型机械设备，不但操作使用复杂，而且噪声高达90分贝左右。特别是在夏季厂房内温度高达40℃以上，在这种恶劣的环境下，操作工作极易疲劳，常有操作失误现象。再加上一些经验不足的操作工人，在机器出现异常现象时，不能及时正确处理，时常发生不同程度的机器损坏现象，直接影响生产，同时噪声对长期操作空压机工人的听觉神经的健康有较大的损害。为此我们采用了微机技术，研制出了YW 302型单机微电脑控制装置和YW 302/ 4型、YW 302/8型机组电脑群控制装置系列产品（YW 302/4型可同时控制4台空压机， YW 302/8型可同时控制8台空压机）。该系列产品适的二级气体压缩机，软硬件稍加改动即可适用于60 m机。下面以YW 302/4型微电脑群控装置为例，加以介绍1系统的主要性能指标本装置设计为64路模拟量输入， 17路开关量输入，16路开关量输出，能对1台～4台二级气体压缩机的空压站及空压站所配备的供水设备进行**作者：女， 1963年8月出生，大学本科，讲师， 030013集中检测控制。
1.1自动检测功能a）一级缸压力、温度b）二级缸压力、温度c）缸体滑道温度2个d）润滑油压力e）总贮气罐压力f）交流电压、电流g）水量h）油温（油温限值为开关量）i）润滑油、油滴。
对前6项各参数，可在绿色显示器上进行定时换面表格化同步显示，并可每小时用汉字表格自动打印记录一次，也可对某台机的参数随机手动打印记录。
1.2控制功能a）控制台数，可由用户按生产需要任意设置b）控制参数的限值可由用户提出，在程序中随时满足c）可对各台压缩机所配用的水泵和水阀根据工况需要自动启停d）对各台压缩机可进行自动启动和停止（开关机过程符合操作要求）e）可根据用户生产用风的要求，适时的自动增开备用机或停止工作机。当运行机出现故障时，能自动启动备用机，实现替补f）定时排放废油废水功能g）自动卸荷和自动加载功能h）各工况参数定时记录功能i）时钟显示和自动记时功能j）故障处理功能。
1.3自动保护功能当任一台机出现异常或超限时，可及时按故障提示处理，进行保护，同时发出声光报警信号，并自动记录故障原因及故障发生的时间。
1.4检测精度压力：温度：电流电压：2系统硬件组成如图1所示。
为了适应不同用户采用了积木式组装结构，在基本系统保证的情况下，用户可根据空压机现有台数购置控制板。当生产发展而增加了空压机时，只要配上相应模板插入系统即可，硬件系统不变，软件通用。
机组总控制板：主要由3片CTC、1片PIO、地址译码电路、多组消抖动电路和总线驱动电路等组成（见图2）。主要用于系统各台机开、关机过程时控和系统计时。PIO的A口工作于位控或中断方式，每一位或联每台压缩机的温油、油滴、水、手动信号B口用于位控输入输出方式（或中断），低电平有效，由位数来判别机号，输出用于某台机故障时的声光报警。总线驱动电路主要用于给单机控制板提供总线负载能力。
单机控制板：电路框图如图3所示，主要由地址译码电路、模拟开关采样保持器A/D转换电路、电力学报开关量输出光电隔离电路及故障诊断电路等组成。
每块板上有16路模拟量输入（用于转换每台机工况参数）和4路开关量输入（用于故障诊断），8路开关量输出（用于机、泵、各路排污、供水阀）。单机控制板1可互换通用，只要拨相应的地址开关即可。
信号处理板：系统之所以投资少，主要是采用了自己研制的模拟信号处理单元。模拟信号分两大类。一类是电阻信号传感器，所有的压力、温度值另一类是所有交流电流电压信号。
传感信号为电阻信号时，通常在测量中均使用惠斯顿电桥测量法，但这种方法一般会显示出非线性，且随着灵敏度的增加，非线性越来越严重，往往根据数学关系进行线性化补偿，需要较复杂的补偿电路，用软件补偿也比较复杂。本电路设计了线性化电桥电路，如图4（a）所示。
设可变桥臂电阻R（1 Δ）本身是线性的，数学关系式为：推导得出：则输出为：出式（3）中，K为第二级放大器的放大倍数。
从式（2）可以看出，进行线性化后，可变桥臂的变化范围达200 或者变化到与其基准电压值一样时，均可达线性化的目的，在实际应用中得到了满意结果。
为了把电压和上百安培的交流电流转换成计算机能接受的精确线性模拟信号，设计了一个变比压变为0 V～2 .5V、50HZ的交流信号，送给精确的交―――直流转换电路。电流是把0 A～300 A的交流电流，经电流互感器和电流电压转换器，转换为0 V～2 .5V的交流电压信号，送给精确的交―――直流转换电路。
因为二极管只有外加电压大于管压降时才会导通，无源的全波整流是不能胜任的。本电路设计了有源的全波整流和平滑电路，如图4（b）所示，它能对毫伏级甚至亚毫伏级的信号进行精确的转换，其转换精度则是根据正弦信号经全波整流后的付里叶展开式前三项，用方程：决定平滑滤波器截止频率。本电路截止频率I/RC弧度，较信号频率ω低一个数量级，转换精度达到1 ，满足了工况精度要求，测量中得到了满意的结果。
3软件系统为结构清晰，扩充方便，应用程序分为如下模块：数据采集、故障处理、实时时钟进位、打印处理、显示处理、开关机中断处理。系统上电后，进行自检，之后， 8段数显上显示，提示进入控制状态，键入年、月、日、时、分、秒。然后按运行键，系统进行初始化和数据采集处理，同时开放中断。系统初始化包括：累加器清零、标志单元清零、显示器清屏、初始化接口芯片、打印开机时间等。
3.1数据采集处理通过模拟开关和A/D转换器数据被采集进入累加器A ，每个数据多次采样进行滤波处理，标度变换，二～十进制转换。十进制ASCII码转换，存入数据区供显示、打印调用，若采样值越限，设置错误标志，调用故障处理程序。无故障时，采样程序循环进行。
3.2中断安排系统多种功能是靠中断方式实现的，在程序编写中，我们对多中断的嵌套、保护和可重入性中断进行了考虑。用CTC的两个通道串接提供2秒钟周期的脉冲。一方面作为系统实时时钟进位和更新屏幕的中断请求信号另一方面作为扩充的2片CTC的外触发输入，实现对4台压缩机开机、关机、放空、排污等项过程的定时。另外CTC提供8分钟和1小时的定时中断。
3.3故障处理故障停机分为越限调出错子程序和中断申请转中断服务程序两种。因中断源（无水、油温越限、手动开停机等）是经消抖动处理相或逻辑后向PIO申请中断，所以，在转入中断服务后，先通过读指令锁存的信号读回，逐位查询来确定中断源。由于采样周期和响应中断均在几百毫秒之内完成，因而能对任何故障及时处理。
3.4程序框图数据采集、循环程序框图见图5.
4对系统抗干扰采取的措施该装置是工作在有强电磁场干扰，大功率继电器、接触器动作频繁，电源波动和机械振动大的场合，而且系统本身又带有许多交直流电磁阀和几百千瓦的大型电机，因此抗干扰问题是一个很重要的问题。本装置在考虑了合理布置的同电力学报查询出哪台设备使用时间较长，哪台设备使用时间较短，非常形象。（见图2）。
3.4系统窗口本窗口主要完成修改密码选项并包括每天对仪器使用情况或实验室其它情况备注。
上述功能由备注窗口和密码修改窗口完成。备件。用户可以填写当日所要记录的内容，也可以查看以前的记录。密码窗口中，属于SinglineEdit控件的输入新密码和确定新密码开始时Enabled特性为False，输入原密码后按回车键确定，若密码错误，提示用户重新输入密码正确，Enabled特性变为T rue ，分别输入两次密码后，按回车键，若两次输入不同，系统会提示重新输入。
基础窗口和书籍窗口的功能及功能的实现方法与设备窗口类似，在此略。
4结束语利用Powerbuilder5 .0来开发实验室管理系统的过程，是Windows下的编辑过程，它面向对象的编辑可使开发人员仅对某个控件或某个事件编写程序，可以不必为了一点错误就在满篇程序中上下查找，而只是对一个窗口按钮或是其它控件的各个事件的程序做出相应的修改，同时Powerbuilder是具有图形界面的分布式数据库前端开发工具，开发出的实验室管理系统直观实用，明了简洁且界面美观。
2罗运模主编。北京：北京航空航天大学出版社。Powerbuilder5.0使用入门， 1998.
时，采取了以下措施：采用了抗干扰交流稳压电源，保证了电压波动在 V～230 V之间采用了交直流两级滤波开关量信号采用了光电隔离和断电器隔离模拟量采取了滤波网络，线路敷设把信号线与电源线分别走线尽量避免并行走线模拟地与数字地的合理连接系统的机壳接地，屏蔽机壳内部电路，微机用电源的地线悬空对感性负载两端加了阻容吸收网络或者续流二极管。
5结束语该系统分别安装于重庆空压机厂及山西常村煤矿，经过现场运行，性能稳定可靠，满足压缩机的各项检测、控制、保护指标。并获得了《山西省科技进步三等奖》、《重庆市计算机应用成果三等奖》。
1周明德。微机原理应用。北京：高等教育出版社， 1995.
2李哲英，肖海桥。单片机原理及应用。北京：清华大学出3赵长德，雷田玉。微型计算机原理及接口技术。北京：机械工业出版社， 1998.
