单片机控制器在水泵一用一备控制系统中的应用

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                    　　在PLC应用未普及之前，水泵一用一备控制系统的控制电路多采用时间继电器及中间继电器实现，存在着电路复杂，可靠性差（其中一个中继必须长期通电）、维护困难的缺点。现在，在这类应用中，普遍采用PLC或LOGO实现这类功能。PLC具有可靠性高、使用灵活、安装方便等优点。缺点是成本比较高。
　　
　　随着该领域竞争激烈程度的增加，成本问题显得特别尖锐。在采用PLC的系统中，水泵电机功率在15kw?以下的应用中，PLC占据了控制系统成本的70%以上。采用LOGO，可以使成本略为降低，但使用LOGO有个问题。如果使用交流220V的LOGO，输入传感器的电源也是220V的！这就会给系统的调试人员和维护人员带来一定的安全问题。如果采用24V的LOGO加电源模块的方案，跟采用PLC的系统相比，根本就没有成本优势。所以在实际工程应用中，我们看到一些设备制造商，出于成本的考虑，仍然采用时间继电器加中继的方案。
　　
　　针对这个矛盾，我们可以设计一款单片机控制器加以解决。我们知道，在绝大多数的水泵一用一备控制系统中，只要有四个点的开关量输入，就基本够用了！常用的检测因素是“缺水”、“上限”、“下限”、“互锁”（指主、备用电路的接触器的通断）。输出有两个开关量就行了。大多数的应用大同小异，只要把程序设计得灵活一些，就可满足绝大多数一用一备控制系统的需要。
　　
　　市面上的MCU林林总总，但是适合于工控应用的并不多。Microchip的PIC单片机具有可靠性高、抗干扰能力强的特点。在这里，我选用的是12C508A，由于采用了内部RC振荡，可有效的避免由于外部晶体质量不稳定带来的问题。另外，我在使用中发现，尽管PIC的I/O内部采用了火花抑制电路，可是在MCLR引脚上如果有很强的负脉冲（在接触器通断时，很容易产生），尽管不会造成单片机复位（已经烧写成内部复位），但是可能会改变单片机内部寄存器的内容。从而使程序的运行无法预测。在MCLR的引脚与地之间并联一个反向二极管后，问题得到了圆满的解决。至于电路上的其他技巧，很多文章上都有描述，此处不再赘述。
　　
　　采用单片控制器后，成本优势是明显的！甚至低于采用时间继电器加中继的方案。与采用PLC的系统相比，能使控制系统的成本降低一半以上。
　　
　　至于可靠性，已在多项的工程中应用，还未发现可靠性问题。