本发明涉及变压器散热技术领域，具体为一种变压器智能散热系统。
背景技术：
在输变电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它与负荷大小无关：另一种是负载损耗，与负载电流的平方成正比。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负荷能力，同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都在发生变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；同时不管是一年四季环境气温的变化，还是每天昼夜气温的变化，也都造成了变压器油温的变化。
为了保证变压器安全和稳定，要随时检测变压器的油温并由冷却控制装置控制冷却器组运行来控制变压器油温的变化，使其油温维持在一个固定的范围内。但目前大型电力变压器的冷却控制仍然主要采用传统的继电式控制方式，这种控制方式存在许多弊端：控制回路接线复杂、可靠性差、故障率较高、维护工作量大；变压器负荷波动较大造成变压器油温变化时，因采用温度硬触点控制，造成冷却器组频繁启停，降低了冷却器组的使用寿命，同时加重了油流带电现象；不能对冷却器风扇、油泵电动机提供完善的保护。继电式控制装置因控制系统故障而使变压器冷却系统带病运行，严重地影响了变压器的可靠运行，已不适应于现如今电网的发展。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种变压器智能散热系统，解决了控制回路接线复杂、可靠性差、故障率较高、维护工作量大，严重地影响了变压器的可靠运行，已不适应于现如今电网的发展的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种变压器智能散热系统，包括上位机和下位机，所述上位机的输入端与下位机的输出端连接，所述下位机包括单片机控制电路，并且单片机控制电路的输出端分别与串口通讯电路、液晶显示电路和电机控制电路的输入端连接，所述单片机控制电路的输入端与温度采集电路的输出端连接。
优选的，所述串口通讯电路包括max232芯片，并且max232芯片的第一连接脚通过第三电容与max232芯片的第三连接脚，所述max232芯片的第二连接脚与第四电容固定连接，并且第四电容的连接脚与电源电性连接，所述max232芯片的第三连接脚通过第二电容与max232芯片的第五连接脚，并且max232芯片的第六连接脚与第一电容固定连接，并且第一电容的连接脚与地线电性连接，所述max232芯片的第十三连接脚和第十四连接脚均与引脚的第三连接脚和第二连接脚，并且max232芯片的第十五连接脚与地线连接，所述max232芯片的第十六连接脚与电源电性连接，并且引脚的第五连接脚与地线连接。
优选的，所述电机控制电路包括第一输出接口，并且第一输出接口的连接脚分别与电源和地线连接，所述第一输出接口的连接脚与实时时钟连接，所述第一输出接口与实时时钟之间分别连接有第一电流和第二电流，并且实时时钟的连接脚分别与十二伏电压、五伏电压和地线连接，所述实时时钟的连接脚还分别与第二输出接口和第三输出接口连接，并且实时时钟分别与第二输出接口和第三输出接口之间连接有二极管。
优选的，所述温度采集电路包括两芯插座，并且两芯插座的连接脚分别与电源和地线连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种变压器智能散热系统。具备以下有益效果：
(1)、该变压器智能散热系统，通过所用材料以其超低成本，高可靠性的特点，与其他现有成品相比，具有一定的优势，具有功耗低、电路简单、方便使用等特点。上位机界面显示直观、界面友好、性价比高。
(2)、该变压器智能散热系统，通过单片机具有可靠性高、抗干扰能力强、智能化等优点，采用以单片机为控制中心实现变压器冷却装置的控制，可以实现对变压器油温的精确控制；控制功能通过编程实现，极大的简化了系统接线，提高了装置本身的可靠性；完善了对冷却器的保护和控制，提高了它的可靠性和工作寿命；此外还可以通过通信实现远方监视冷却系统运行。随着对电网安全可靠运行要求的不断提高，提出了的基于单片机的大型变压器冷却控制装置的研制，对变压器及电网安全、可靠运行有重要意义和实用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明串口通讯模块的电路图；
图3为本发明液晶显示与单片机接口的电路图；
图4为本发明电机驱动模块的电路图；
图5为本发明温度采集器接口的电路图。
图中，1上位机、2下位机、3单片机控制电路、4串口通讯电路、41max232芯片、42第三电容、43第四电容、44第二电容、45第一电容、46引脚、5液晶显示电路、6电机控制电路、61第一输出接口、62实时时钟、63第一电流、64第二电流、65第二输出接口、66第三输出接口、67二极管、7温度采集电路、71两芯插座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种变压器智能散热系统，如图1-5所示，包括上位机1和下位机2，上位机1的输入端与下位机2的输出端连接，下位机2包括单片机控制电路3，并且单片机控制电路3的输出端分别与串口通讯电路4、液晶显示电路5和电机控制电路6的输入端连接，单片机控制电路3的输入端与温度采集电路7的输出端连接。
上位机1和下位机2之间的通讯方式选择异步串行口通讯方式或者串行口同步通信方式。
方案一：异步串行口通讯方式是串行通信是数据通过一根传输线逐位传送。当信息以串行方式传送时，只使用一条传输线，且用脉冲传送。具体地说，是在传输线上按顺序传送表示一个数码的所有二进制位的脉冲信号，每次一位。通常第一个脉冲信号表示数码的最低有效位，最后一个脉冲信号表示数码的最高有效位，发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数据的转换。数据传送按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为显著的优点：传输距离长，可达到数千公里；在长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快；串行通信的通信时钟频率容易提高；串行通信的抗干扰能力十分强，其信号间的互相干扰完全可以忽略。但是串行通信传送速度比并行通信传送速度慢，并行通信时间为t，则串行时间为nt。异步传输方式中，字符是数据传输单位。在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。异步通信方式的“异步”主要体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。异步传送中，字符可以是连续地、一个个地发送，也可以是不连续地，随机地进行单独发送。在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传输，这叫做连续的串行数据发送，即帧与帧之间是连续的。通过max232芯片将单片机的ttl电平转换为rs-232电平，实现单片机与pc机之间的通讯。异步通讯的特点：不要求收发双方的时钟的严格一致，实现容易，传输失真率低，但传输效率不高。当距离较远时，可以rs-232接口转rs-485接口来提高传输距离。
方案二：串行口同步通信方式是在同步传输方式中，比特块以稳定的比特流的形式传输，数据被封装成更大的传输单位，称为帧。每个帧中含有多个字符代码，而且字符代码与字符代码之间没有间隙以及起始位和停止位。和异步传输相比，数据传输单位的加长容易引起时钟漂移。为了保证接收端能够正确地区分数据流中的每个数据位，收发双方必须通过某种方法建立起同步的时钟。可以在发送器和接收器之间提供一条独立的时钟线路，由线路的一端发送器或者接收器定期地在每个比特时间中向线路发送一个短脉冲信号，另一端则将这些有规律的脉冲作为时钟。
这种技术在短距离传输时表现良好，但在长距离传输中，定时脉冲可能会和信息信号一样受到破坏，从而出现定时误差。另一种方法是通过采用嵌有时钟信息的数据编码位向接收端提供同步信息。
综上，两种方案都能实现上下位机的通讯，但蓝牙通讯距离太短且数据受环境影响大容易丢失，同步传输时接线复杂，故本设计选择方案一。
单片机控制电路3采用stc89c52rc单片机，stc89c52rc单片机是新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
stc89c52rc单片机的工作模式：掉电模式：典型功耗<0.1μa，可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；空闲模式：典型功耗2ma典型功耗，正常工作模式：典型功耗4ma～7ma典型功耗，掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备。
液晶显示电路5采用lcd12864液晶，带中文字库的128x64是一种具有4/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ascii字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示，低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。在本设计中，可以发挥lcd12864显示汉字的功能，将每个直流电机的运行状态及测量的温度显示出来，使用lcd12864作为下位机显示界面同时也具有美观简介特点。
本发明中，串口通讯电路4包括max232芯片41，并且max232芯片41的第一连接脚通过第三电容42与max232芯片41的第三连接脚，max232芯片41的第二连接脚与第四电容43固定连接，并且第四电容43的连接脚与电源电性连接，max232芯片41的第三连接脚通过第二电容44与max232芯片41的第五连接脚，并且max232芯片41的第六连接脚与第一电容45固定连接，并且第一电容45的连接脚与地线电性连接，max232芯片41的第十三连接脚和第十四连接脚均与引脚46的第三连接脚和第二连接脚，并且max232芯片41的第十五连接脚与地线连接，max232芯片41的第十六连接脚与电源电性连接，并且引脚46的第五连接脚与地线连接。
温度采集电路7给单片机控制电路3传送数据后，经max232芯片41进行电平转换，可实现单片机控制电路3与上位机1的通信，以便将显示数据信息通过此电路传送到上位机1，并在上位机1上显示。max232芯片41是使用+5v单电源供电。
第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给rs-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚r1in、12脚r1out、11脚t1in、14脚t1out为第一数据通道。8脚r2in、9脚r2out、10脚t2in、7脚t2out为第二数据通道。ttl/cmos数据从t1in、t2in输入转换成rs-232数据从t1out、t2out送到电脑db9插头；db9插头的rs-232数据从r1in、r2in输入转换成ttl/cmos数据后从r1out、r2out输出。第三部分是供电。15脚gnd、16脚vcc+5v。
本发明中，电机控制电路6包括第一输出接口61，并且第一输出接口61的连接脚分别与电源和地线连接，第一输出接口61的连接脚与实时时钟62连接，第一输出接口61与实时时钟62之间分别连接有第一电流63和第二电流64，并且实时时钟62的连接脚分别与十二伏电压、五伏电压和地线连接，实时时钟62的连接脚还分别与第二输出接口65和第三输出接口66连接，并且实时时钟62分别与第二输出接口65和第三输出接口66之间连接有二极管67。
电机控制电路6采用l298n电机驱动芯片，l298n电机驱动芯片是一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46v；输出电流大，瞬间峰值电流可达3a，持续工作电流为2a；额定功率25w；具有信号指示；转速可调；抗干扰能力强；具有过电压和过电流保护；可单独控制两台直流电机；可单独控制一台步进电机；pwm脉宽平滑调速；可实现正反转。l298n内含两个h桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用l298n芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
本发明中，温度采集电路7包括两芯插座71，并且两芯插座71的连接脚分别与电源和地线连接。
温度采集电路7采用ds18b20数字温度传感器或者ad590集成温度传感器。
ds18b20数字温度传感器是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，在其内部使用了在板on-board专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。其主要特征如下：1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5v，在寄生电源方式下可由数据线供电；2、独特的单线接口方式，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；3、ds18b20支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；4、ds18b20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；5、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；8、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；9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。ds18b20内部结构主要由四部分组成：64位光刻rom、温度传感器、非挥发的温度报警触发器th和tl配置寄存器。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的ds18b20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
温度传感器ds18b20是单总线接口的温度传感器，具有三个引脚，其引脚定义为：gnd为电源地；dq为数字信号输，入/输出端；vdd为外接供电电源输入端在寄生电源接线方式时接地。在本发明中dq引脚接单片机p2.0引脚，来实现传感器与单片机之间的数据连接。
ad590集成温度传感器是利用pn结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。它的主要特性如下：1、流过器件的电流ma等于器件所处环境的热力学温度开尔文度数，即：ma/k式中：—流过器件ad590的电流，单位为ma；t—热力学温度，单位为k。2、ad590的测温范围为-55℃～+150℃。3、ad590的电源电压范围为，4v～30v。电源电压可在4v～6v范围变化，电流变化1ma，相当于温度变化1k。ad590可以承受44v正向电压和20v反向电压，因而器件反接也不会被损坏，输出电阻为710mw。4、精度高。ad590共有i、j、k、l、m五档，其中m档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
ds18b20温度传感器具有精度更高、价格便宜、在单片机上使用方便，直接输出数字量，不用ad转换成数字量，而ad590输出模拟量，需使用ad转换数字量，在单片机上使用不方便。综上，本次设计选用方案一。
工作原理：安装在变压器冷却油内部的温度传感器ds18b20测出实时油温，将测出的油温值与从由上位机1设定并发送而来的油温标准值进行比较，若测量油温低于标准值，则不开启风扇；若测量油温高于标准值，则由单片机控制电路3控制开启风扇来降温，并通过高出标准值的程度来控制开启风扇的个数，以提高工作效率并减少能耗。上位机1同时也接受下位机2传来的温度数据并显示在上位机1界面上，在上位机1界面中也可以显示出每个电机控制电路6的运行状态。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。