STC90C51RD+单片机的纺织机械电机保护系统设计+电路图+程序(4)
8。报警电路：能够提示工作人员电机运行出现问题。
9。继电器控制电路：在系统检测出纺织机械电机发生问题时自动断开电机的电路，达到自动保护的效果。
其系统结构框图如2-1所示。
图 2-1 系统结构框图
2。3 软件方案设计
工作原理：检测-判断-保护。先通过按键进行初始值的输入，再由电压互感器、电流互感器、温湿度传感器、光电传感器检测出电压、电流、温湿度、转速数据，电压、电流数据经PCF8591转换器转换之后传输给单片机，温湿度和转速直接通过串口传输给单片机，在单片机内部进行数据比较，并在显示屏上显示出检测的数据，发生故障时，通过继电器以及蜂鸣器来完成对电动机保护。
图 2-1 软件结构流程图
程序的功能：
1。能够通过读取键值来进行电流、电压额定值的输入。
2。电流、电压、温度、湿度、转速的数据收集。
3。能把数据传输给显示屏，在显示屏上显示出来。
4。通过AD转换通道把数据传输给单片机。
5。能够进行数据的判断，检查电机是否发生问题。
6。发生问题时能够执行纺织机械电机的保护措施。
7。纺织机械电机发生问题时能发出警报。
8。通过读取键值判断是否接触警报。
2。4 本章小结
本章对纺织机械电机的工作环境作出分析，对保护系统的硬件及软件设计方案提出了构想，对硬件电路需要完成的工作进行了分类，对软件部分需要执行的命令进行的规划。
第三章 保护电路的硬件设计
3。1 芯片介绍论文网
单片机相当于一台微型计算机，它能在某些领域完成大中型计算机和卫星计算机无法完成的工作。而且单片机性能高、价格低、集成度高、体积小，因此，单片机在各个领域得到了广泛地运用。
单片机已成为电子设计中使用最多最广泛的元件，它体积小、需要的电压低、所消耗的功率低、可靠性比较高、处理功能强、控制功能强、适应环境的能力强、使用起来比较方便。
本设计的硬件系统是以STC90C51RD+单片机为核心，并配备了相应的外围电路，当晶振在12M以下时，复位脚可以直接接地。
其引脚图如图3-1所示。
图 3-1 STC90C51引脚图
3。2 电流电压保护电路
3。2。1 电流采集元器件的选择
电流是对电机正常工作与否最常规的判断，电流的稳定是电机正常运作的基本保障，因此本设计也对电机进行了电流的检测。
电机都需要短路故障保护，目前最常用的短路保护是采用互感器。电流互感器的铁芯有叠片方形铁芯和圆形铁芯两种[5]。前者的优点是线圈绕制安装方便，缺点是铁芯磁路中存在气隙，磁性能差，线圈漏磁大，叠片比较麻烦。后者的优点是结构无气隙[6]。根据这两者的优缺点比较，我选择了结构无气隙的圆形铁芯互感器。
纺织机械电机使用的线路电压一般为220V，如果直接测这个电压的话是非常的。因此就需要互感器，它能起到电器隔离以及整流滤波和变流的作用。
3。2。2 电流互感器工作原理
电流互感器的工作原理与一般的变压器相同。电流互感器测出来的是电流信号，进行整流之后把电流信号转变为电压信号，然后每个传感器都有测量范围，然后根据其中的比例进行换算就可以得出其所测的电流值大小。本设计所选取的电流传感器的测量范围为0-50A，电流互感器输出的电压范围为0-5V，因此只需把所测量到的电压值扩大10倍，便可以得到纺织电机正常工作状态下的电流值。现在市面上还有一种电子式电流互感器，它通过在互感器磁通回路埋置检测磁场强度的霍尔器件，直接把磁场强度信号转换为电压信号，测量该电压信号，就可以间接的知道了电流强度。但这种传感器也更昂贵，不适合本设计，因此选择普通的电流传感器。