摘要：基于单片机的液压系统油温自动控制系统是机械装备的配套系统，该系统实现了对液压系统油温的自动控制。本文介绍了液压系统油温自动控制系统的设计方案、工作原理，详细阐述了设计开发的过程，最后就该系统的应用予以展望。

　　关键词：单片机;液压系统;油温;自动控制;机械装备

　　机械装备液压系统油液的工作温度一般在30~60℃范围内比较好，油温太高对液压系统会带来很大不良影响，如粘度下降，容积效率降低，润滑油膜变薄，增加机械磨损，密封件老化变质，丧失密封性等。因此，对液压系统的控制显得尤为重要。特别是对液压系统可靠性要求比较高的机械装备更是如此。基于单片机的液压系统油温自动控制系统实现了对油温的显示以及自动控制，使液压系统油温控制在事先设定的温度范围内。通过显示的温度数据，操作人员一方面可以对油温数据进行实时监测，及时掌握系统信息，另一方面，还可以通过自动控制系统实现对油液的强制冷却，减少因系统油温过高而造成的损失。而当温度在设定范围内时，风扇停止工作，节省了功率。

　　一、油温自动控制系统组成及原理

　　机械装备液压系统油温自动控制系统主要由油温传感器(DS18B20)，信号检测硬件模块，软件检测模

　　块及冷却回路组成。其组成框图如图1所示。

　　该系统就是以单片机为控制器，以冷却器为执行装置，以温度传感器为测量元件构成的温度闭环控制

　　系统。温度传感器一方面通过液压管路与装备液压系统油箱相连，另一方面将采集到的温度参数通过专业屏蔽线与信号检测硬件系统相连。

　　测试硬件系统主要包括单片机、主控电路以及数码显示管。软件检测模块2部分。一部份下位单片机

　　是基于C语言开发，安装在主控电路中，用于信号实时判读，另一部分安装于上位PC机，用于事后数据分析。传感器测量值与软件界面输入的给定值相比较，当测量值超出给定值时，指令发送给单片机处理计算，然后送指令给继电器，从而控制电磁阀换向驱使液压马达工作，马达带动风扇转动，为冷却器散热。温度控制系统如图2所示。

　　二、系统设计与开发

　　系统包括两部分。分硬件和软件系统。

　　硬件系统是单独的液压冷却回路和信号检测硬件系统。信号检测系统通过继电器与液压冷却回路中的电磁铁相连接，实现闭合的温度控制回路。

　　软件系统主要是驱动信号检测硬件系统工作的程序。

　　(一)液压冷却回路设计与开发

　　基本工作原理如下：回油路总管中装有风冷式液压油冷却器5，风扇4由专门的齿轮马达3带动，它由装在油箱中的温度传感器及油路中的二位三通电磁阀2控制，由小流量齿轮泵1供油，组成自动调节油温冷却回路。当温度超过一定值时，油箱中的温度传感器使电磁阀左位工作，接通齿轮马达，带动风扇旋转，液压油被强制冷却。反之，电磁阀不通电，液压油流回油箱，风扇停转，使液压油保持在适当温度范围内。这样可以节省风扇功率。原理如图3。

　　单片机发出温度转换命令 DS18B20温度转换 开始 扫描键盘模块 数码管显示 单片机读取温度并进行处理 上限温度设定 是否达到上限温度 Y 制冷

　　N 不制冷 图4总模块的流程图

(二)温度测控系统设计温度测控系统中主要硬件选用数字温度传感器DS18B20，单片机AT89C2051，数码管显示。数字温度传感器DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力，电路结构简单;AT892051单片机成本低，内部含有2K的flashROM,电可擦写1000次以上，便于系统扩展与升级。液晶显示，省电，常用于精密仪器仪表，而且编程复杂，所以选用亮度高，成本低的数码管显示。

　　设计总模块流程图如图4所示。

　　单片机通过一总线向可编程数字温度传感器DS18B20发出温度转换命令，并读取转换后温度值的12位二进制数，然后单片机进行数据处理，把二进制数转换为相应的温度值并扫描数码管数字显示，进行键盘的扫描，确定上限的设置值。单片机进行数据比较处理，

　　a.当实测温度高于设定上限时，制冷系统启动。

　　b.当实测温度低于设定上限时，制冷系统停止工作，直到测得温度达到上限或高于上限范围。

　　本油温冷却控制系统采用的是循环测量方式来显示和控制温度的。

　　驱动温度测控系统的程序使用C语言编程，开发工具选用KEILC51。

　　结束语

　　本系统采用先进的集成温度传感器DS18B20作为测温元件，与单片机结合设计的机械装备液压系统温度控制系统，系统采用一种新型的“一总线”可编程数字温度传感器(DS18B20)，不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高、功耗低、微型化、抗干扰能力强。试验证明，该系统很好的解决了液压系统油温控制问题。

　　参考文献：

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　　2、刘忠，杨国平，工程机械液压传动原理、故障诊断与排除[M]，北京：机械工业出版社，2005年1月;

　　3、王瑞丽，李玲琴，孙保生，全自动温控系统在装载机上的应用[J]，建筑机械，2008年7月。