飞机蓄电池自动加温仿真控制系统设计

杨 萍 高运奎 李召华

（空军第一航空学院，河南 信阳 464000）

飞机蓄电池自动加温仿真控制系统设计

杨 萍 高运奎 李召华

（空军第一航空学院，河南 信阳 464000）

为确保飞机蓄电池在低温下的正常工作，基于数字温度传感器DS18B20设计了蓄电池自动加温设备的控制系统。软件运行可靠，达到理想的控制效果。

蓄电池；自动加温；数字温度传感器DS18B20；液晶显示器；单片机

飞机发动机在起动时，需要用蓄电池作为起动电源，给发动机起动电路供电；而在其他情况下，则用作机上的备用和应急电源[1]，蓄电池正常工作的电解液温度为5 ℃～50 ℃，由于我国北方严寒季节的环境温度可低至-30 ℃以下，此时，蓄电池已不能保证飞机发动机的正常起动。所以必须给飞机蓄电池增设自动加温设备，当环境温度低于5 ℃时，专用电源可以自动为加温设备供电，使电解液温度升高；而当电解液温度升高至50 ℃时，则应自动切断加温设备的电源，停止加热。本文基于高精度、高可靠性的数字温度传感器DS18B20设计了飞机蓄电池自动加温设备的控制电路，以期进一步提高飞机蓄电池的工作可靠性。

1 系统的组成及工作原理

蓄电池自动加温设备的组成框图如图1所示。其工作原理是，数字温度传感器DS18B20将采集到的数字温度信号传给单片机，单片机对其处理后，对检测到的温度值进行判断，如果温度低于5 ℃，则发出指令，使继电器闭合，接通加温设备的电源，开始加热；而当温度高于50 ℃时，则使固态继电器断开，切断加温设备的电源，停止加热。加温设备由加温底板和内部敷有保温层的电池箱组成[2]。加温底板内有加温电阻丝（8Ω～9Ω），由安装在加温底板中的骨架上的固态继电器控制加温设备电源的接通和断开。为了便于掌握温度信息，为系统增设了显示器，使单片机采集到的温度信息可以送入显示器显示。

图1 蓄电池自动加温系统的组成框图Fig. 1 The composing frame fig of automotism adding temperature system

2 系统的控制电路设计

飞机蓄电池自动加温系统的控制电路原理图（及仿真结果）如图2所示。整个硬件设计包括四个模块：（1）温度采集模块，其功能由 DS18B20完成；（2）数据处理模块，由AT89S51完成；（3）检测结果显示模块，由 AMPIRE128×64完成；（4）电源控制模块，由固态继电器完成。系统的控制核心是单片机 AT89S51。数字温度传感器将采集到的数字化温度信息通过其输出端DQ送入单片机的P1.3引脚，单片机对输入的温度信息处理后，一方面通过P2口送入液晶显示器AMPIRE128×64显示，另一方面，对采集到的温度值进行判断，如果低于5℃，则使P1.6引脚输出低电平，点亮加热指示灯VD1，同时使P1.7引脚输出高电平（+5 V），使固态继电器闭合，给加温设备通电，使蓄电池电解液温度升高。如果温度高于25 ℃，则熄灭加热指示灯，同时使P1.7引脚输出低电平，使固态继电器断开，切断蓄电池的加热电源，停止加热。

图2 蓄电池自动加温系统的控制电路原理图（及仿真结果）Fig. 2 Control circuit principle fig(and emulation result )of system

3 记录仪的Proteus软件仿真

为确保系统的软硬件设计正确，本文对系统的软硬件设计进行了Proteus仿真。其基本过程是先绘制好图2所示的仿真电路，再将由 Keil软件编译并生成的系统驱动程序（“*.hex文件”）载入单片机；接着在Proteus软件环境中，通过编辑DS18B20的属性，将其温度值设为“3℃”[3]。最后，启动仿真，即可得图2所示的仿真效果。该结果表明，系统的软硬件设计正确合理。

4 结束语

本系统以高精度、高可靠性的数字温度传感器DS18B20作为感温元件，省去了传统的A/D转换等外围电路，通过单片机AT89S51对数字信号的处理，一方面将检测结果送入液晶显示器AMPIRE128×64进行显示，另一方面，通过对检测结果的逻辑判断而对固态继电器发出相应的指令，从而控制蓄电池加温电源的通断，以确保蓄电池的电解液可以处于能正常工作的温度范围。仿真结果表明，该系统软硬件设计正确，具有应用前景。

[1]师宝山.基于 AT89S51的多参数气体检测仪的研制[J]. 微计算机信息,2007,7-1:190-191.

[2]郑明惠.温室环境数字化监测仪表的设计与研制[J].计算机测量与控制,2005(12):37-39.

[3]陈艳华,侯安华,刘盼盼.基于ARM的嵌入式系统开发与实例[M].人民邮电出版社, 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

杨萍（1969－），女，河南信阳人，空军第一航空学院讲师，从事金属材料热处理研究。