论文导读：随着科技的发展，供暖供热电机控制系统正在由传统的继电器控制方式逐渐转换为变频器控制方式。近年来单片机技术快速发展，涌现了一大批价格低廉，功能强大，灵活性好，可靠性高的原件和产品。本系统可以用来控制小功率全压启动电机和大功率降压启动电机。
关键词：电机控制，单片机，降压启动
随着科技的发展，供暖供热电机控制系统正在由传统的继电器控制方式逐渐转换为变频器控制方式。虽然变频器控制方式有着功能强大，节省能源等优点，但成本过高，短时期内还无法全部普及。传统的继电器控制方式又无法满足现代化控制的需要。所以急需一种功能强大的，廉价的过渡方案来对现有控制系统进行改造。
近年来单片机技术快速发展，涌现了一大批价格低廉，功能强大，灵活性好，可靠性高的原件和产品。特别是51系列单片机，使用广泛，并且具有价格低廉，内部硬件资源丰富，IO端口充足的优点。所以本人采用AT89S52单片机为核心部件，设计了一个新的电机控制系统。
本系统可以用来控制小功率全压启动电机和大功率降压启动电机。每个全压启动电机需要两个输入引脚，连接启动和停止按钮；三个输出引脚，其中两个连接红绿指示灯，作为电机工作状态的指示，一个连接继电器作为电机的控制信号。每个降压启动电机需要两个输入引脚，连接启动和停止按钮；四个输出引脚，其中两个连接红绿指示灯，作为电机工作状态的指示，一个连接继电器作为电机的常压控制信号，另外一个连接继电器作为电机的降压控制信号。
一、硬件部分
1、单片机及控制、信号部分
图1：单片机及控制、信号部分图
本系统采用AT89S52单片机作为系统的核心控制部分，图中略去单片机的电源和晶振。免费论文。四个指示灯的工作电压为5V。
P0.0：为全压启动电机的启动按钮
P0.1：为全压启动电机的停止按钮
P0.2：为降压起动电机的启动按钮
P0.3：为降压起动电机的停止按钮
P2.0：为全压起动电机的运行指示灯（绿色）
P2.1：为全压起动电机的停止指示灯（红色）
P2.2：为全压起动电机的启动控制信号（外接部分未画出）
P2.4：为降压起动电机的运行指示灯（绿色）
P2.5：为降压起动电机的停止指示灯（红色）
P2.6：为降压起动电机的常压控制信号（外接部分未画出）
P2.7：为降压起动电机的降压启动控制信号（外接部分未画出）
2、弱强电转换、电机控制部分
图2：全压启动电机弱强电转换、电机控制部分图
单片机的IO引脚驱动能力有限，所以使用三极管对电流进行放大。并且灌电流驱动能力远大于拉电流，所以采用PNP三极管9012，使用负逻辑控制。经过第一级继电器，控制220V强电，然后220V强电控制三相交流接触器，最终控制三相电机。大功率的降压启动电机，区别只是多使用了两个交流接触器，来控制提供给电机的是常压，还是经过变压器降压的低压。如下图所示。
图3：降压启动电机弱强电转换、电机控制部分图
二、软件部分
1、主程序部分
图4：主程序逻辑框图
主程序的主要工作是扫描四个按键，当有按键按下的时候，经过0.1秒的除抖动延时，再进行判断。按照按钮的相应含义，控制指示灯和电机启动信号。当按下的按钮违反控制逻辑的时候（比如在电机运行状态下按下启动按钮），系统不予理会。免费论文。
2、降压启动延时部分
图4：降压启动延时子程序逻辑框图
降压启动的子程序，完全位于中断处理程序中，所以可以独立于按键扫描主程序之外，互不干扰。在获得降压电机启动信号后，单片机先给出控制信号接通电机电源，同时给出降压控制信号。接下来，单片机重复100次每次0.1秒的延时程序。当延时共计10秒结束后，停止降压信号，延时0.5秒等待交流接触器动作结束，给出全压信号，电机进入全压工作状态。降压启动期间，每隔0.5秒，启动指示灯闪烁一次，表明电机处于降压启动阶段。
本系统具有以下优点：
1：价格低廉。完整系统的批量制造价格远低于变频系统，也低于现有的继电器控制系统。
2：可靠性高。本系统使用元器件少，所以系统故障率比较低。低压器件的寿命要长于使用强电工作的时间、中间继电器。
3：逻辑精确。使用单片机运行程序，各电机的运行状态由软件决定，避免了传统继电器控制系统可能产生的逻辑错误。免费论文。
4：功能强大。一个单片机系统扩展后可以控制多个全压启动电机和降压启动电机。
5：维护简单。本系统结构简单，无需专业人员维护。故障后，只需更换该系统电路板，就可以迅速解决问题，尽可能的减少修复故障的时间。
6：可网络化。本系统可以扩展出串口通信功能，可以将所有电机控制系统的控制单片机连入RS232串口总线，使用一台计算机远程控制所有电机的工作状态。
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