飛機蓄電池自動加溫仿真控制系統(tǒng)設計

楊 萍 高運奎 李召華

（空軍第一航空學院，河南 信陽 464000）

飛機蓄電池自動加溫仿真控制系統(tǒng)設計

楊 萍 高運奎 李召華

（空軍第一航空學院，河南 信陽 464000）

為確保飛機蓄電池在低溫下的正常工作，基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20設計了蓄電池自動加溫設備的控制系統(tǒng)。軟件運行可靠，達到理想的控制效果。

蓄電池；自動加溫；數(shù)字溫度傳感器DS18B20；液晶顯示器；單片機

飛機發(fā)動機在起動時，需要用蓄電池作為起動電源，給發(fā)動機起動電路供電；而在其他情況下，則用作機上的備用和應急電源[1]，蓄電池正常工作的電解液溫度為5 ℃～50 ℃，由于我國北方嚴寒季節(jié)的環(huán)境溫度可低至-30 ℃以下，此時，蓄電池已不能保證飛機發(fā)動機的正常起動。所以必須給飛機蓄電池增設自動加溫設備，當環(huán)境溫度低于5 ℃時，專用電源可以自動為加溫設備供電，使電解液溫度升高；而當電解液溫度升高至50 ℃時，則應自動切斷加溫設備的電源，停止加熱。本文基于高精度、高可靠性的數(shù)字溫度傳感器DS18B20設計了飛機蓄電池自動加溫設備的控制電路，以期進一步提高飛機蓄電池的工作可靠性。

1 系統(tǒng)的組成及工作原理

蓄電池自動加溫設備的組成框圖如圖1所示。其工作原理是，數(shù)字溫度傳感器DS18B20將采集到的數(shù)字溫度信號傳給單片機，單片機對其處理后，對檢測到的溫度值進行判斷，如果溫度低于5 ℃，則發(fā)出指令，使繼電器閉合，接通加溫設備的電源，開始加熱；而當溫度高于50 ℃時，則使固態(tài)繼電器斷開，切斷加溫設備的電源，停止加熱。加溫設備由加溫底板和內(nèi)部敷有保溫層的電池箱組成[2]。加溫底板內(nèi)有加溫電阻絲（8Ω～9Ω），由安裝在加溫底板中的骨架上的固態(tài)繼電器控制加溫設備電源的接通和斷開。為了便于掌握溫度信息，為系統(tǒng)增設了顯示器，使單片機采集到的溫度信息可以送入顯示器顯示。

圖1 蓄電池自動加溫系統(tǒng)的組成框圖Fig. 1 The composing frame fig of automotism adding temperature system

2 系統(tǒng)的控制電路設計

飛機蓄電池自動加溫系統(tǒng)的控制電路原理圖（及仿真結(jié)果）如圖2所示。整個硬件設計包括四個模塊：（1）溫度采集模塊，其功能由 DS18B20完成；（2）數(shù)據(jù)處理模塊，由AT89S51完成；（3）檢測結(jié)果顯示模塊，由 AMPIRE128×64完成；（4）電源控制模塊，由固態(tài)繼電器完成。系統(tǒng)的控制核心是單片機 AT89S51。數(shù)字溫度傳感器將采集到的數(shù)字化溫度信息通過其輸出端DQ送入單片機的P1.3引腳，單片機對輸入的溫度信息處理后，一方面通過P2口送入液晶顯示器AMPIRE128×64顯示，另一方面，對采集到的溫度值進行判斷，如果低于5℃，則使P1.6引腳輸出低電平，點亮加熱指示燈VD1，同時使P1.7引腳輸出高電平（+5 V），使固態(tài)繼電器閉合，給加溫設備通電，使蓄電池電解液溫度升高。如果溫度高于25 ℃，則熄滅加熱指示燈，同時使P1.7引腳輸出低電平，使固態(tài)繼電器斷開，切斷蓄電池的加熱電源，停止加熱。

圖2 蓄電池自動加溫系統(tǒng)的控制電路原理圖（及仿真結(jié)果）Fig. 2 Control circuit principle fig(and emulation result )of system

3 記錄儀的Proteus軟件仿真

為確保系統(tǒng)的軟硬件設計正確，本文對系統(tǒng)的軟硬件設計進行了Proteus仿真。其基本過程是先繪制好圖2所示的仿真電路，再將由 Keil軟件編譯并生成的系統(tǒng)驅(qū)動程序（“*.hex文件”）載入單片機；接著在Proteus軟件環(huán)境中，通過編輯DS18B20的屬性，將其溫度值設為“3℃”[3]。最后，啟動仿真，即可得圖2所示的仿真效果。該結(jié)果表明，系統(tǒng)的軟硬件設計正確合理。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)以高精度、高可靠性的數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為感溫元件，省去了傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換等外圍電路，通過單片機AT89S51對數(shù)字信號的處理，一方面將檢測結(jié)果送入液晶顯示器AMPIRE128×64進行顯示，另一方面，通過對檢測結(jié)果的邏輯判斷而對固態(tài)繼電器發(fā)出相應的指令，從而控制蓄電池加溫電源的通斷，以確保蓄電池的電解液可以處于能正常工作的溫度范圍。仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)軟硬件設計正確，具有應用前景。

[1]師寶山.基于 AT89S51的多參數(shù)氣體檢測儀的研制[J]. 微計算機信息,2007,7-1:190-191.

[2]鄭明惠.溫室環(huán)境數(shù)字化監(jiān)測儀表的設計與研制[J].計算機測量與控制,2005(12):37-39.

[3]陳艷華,侯安華,劉盼盼.基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實例[M].人民郵電出版社, 2008.

Control system design on the plane battery automatic heating simulation

To ensure normal work of the plane battery in low temperature, Based on the digital temperature sensor DS18B20 control system of the battery automatic heating equipment was designed. Software operation was reliable,so as to achieve the ideal control effect.

battery; Automatic heat; Digital temperature sensor DS18B20, Liquid crystal display; SCM

TP216.1

A

1008-1151(2012)09-0088-01

2012-08-29

楊萍（1969－），女，河南信陽人，空軍第一航空學院講師，從事金屬材料熱處理研究。