離心機硬件系統與操作技術

  離心機技術發展非常迅速，新產品不斷出現，其技術特點可以歸納為變頻調速、微機控制、觸摸開關、數字設置與顯示，多種功能保護等項。科學技術的發展帶動著計算機的發展，計算機使實時控制和實時處理變得方便，普及。微電子技術和控制理論的發展，使用逆變器調速傳動，把電力拖動系統的性能提高到最優化。單片機的自動控制系統和變頻器二者結合組成的離心機自動控制系統具有高靈敏性和精確性，使離心機的運行更加可靠。一般一單片機控制的變頻調速型的離心機其電路控制系統由硬件系統、軟件系統兩部分組成。

　　1.硬件系統

　　硬件系統組成如圖1所示。方框圖是上海離心機研究所研制的LC-6M低速大容量冷凍離心機的硬件系統，它采用了適合各種自動控制系統應用的MCS-96系列16位80C196KB、8098型單片微型計算機作為控制中心;設有溫度傳感器和速度傳感器對溫度和速度加以控制，調節和顯示;皮帶輸出、轉子平衡、門的開關、轉頭速度及電源信號的檢測和故障判斷;制冷系統壓縮機的運行管理;離心機運行的管理與控制;工作過程及技術參數顯示等。其控制邏輯方框圖已示出。

　　離心機實時控制和實時處理過程中，最重要和最基本的技術指標是系統的可靠性。一般離心機的控制系統大多采用單片機，單片機應用系統的可靠性就是控制過程的關鍵。為了減少系統的錯誤和故障，必須采用抗干擾措施來提高微機系統對環境的適應能力。經常采用電源低通濾波、縮短交流引線，增大變壓器容量，邏輯電路、模擬電路分開布線，設置良好的退禍電路。對CPU的輸入信號，如速度傳感器的脈沖信號，溫度傳感器的模擬信號等應采用抗共模干擾，采用光電招合隔離電路，使用屏蔽，精選元器件，盡量選CMOS集成電路以減少功耗。這些措施都是針對性強，行之有效的。

　　離心機的品質如何與控制軟件有直接關系。有了良好的硬件設施，軟件設計不合理，離心機操作會感到麻煩，令人生厭。好的軟件會使離心機工

　　作性能可靠，操作方一便簡明快捷便于掌握。若達到上述要求，對軟件系統設計應包括:主程序、啟動子程序、速度中斷子程序及溫度中斷子程序及通用子程序幾部分。

　　(1)主程序

　　主程序即統一管理系統程序。主要完成主機的初始化，鍵盤管理、輸人輸出顯示、故障查詢、保存各種數據。在中斷信號控制下進人相應的程序，根據需要規定中斷程序的優先級別。主程序可表示為圖42。

　　(2)啟動子程序

　　在主程序的管理下設置有啟功子程序。啟動子程序應通過外接端子對變頻器發出啟動/停止。速度選擇、電機滑行停止，設定變頻器輸出頻率、運行狀態和故障監視，使程序能在嚴格的步驟下運行。啟動子程序的結構如圖43所示。

　　(3)速度中斷子程序

　　離心機運行時，其速率的檢測對速率控制的影響極大、因此必須選擇數學模型進行數

　　學運算，以真實地反映速率的準確值。離心機轉速需在一定范圍內波動，為了減少擾動在有用數據中的比重,提高轉速的真實性，有時采用數字濾波方法進行數據處理。數字濾波不需要增加硬設備，只加入數字滋波程。由于是加入軟件，使程序得到強化，系統的可靠性得到提高。

　　(4)溫度中斷子程序

　　溫度中斷子程序如圖45所示。從方框圖知:溫度傳感器獲得的溫度信號，達到要求的標準或出現故障時，將執行關關中斷，同時將信號進行A/D轉換，經過非線性處理后執行數宇濾波。再送顯示器，根據顯示信號可進行關中斷，即返回主程序。溫度傳感器多用熱敏電阻，熱敏電阻控溫并不十分理想，因為它非線性交大，穩定性和重復性亦不夠理想，所以在設計中常以軟件進行非線性補償，可取得滿意的效果。為保證離心室溫度的確定值，以溫度的測量信號與設定的溫度值不斷的進行比較，以此確定制冷機的工作狀況。若不采用軟件進行溫度非線性處理，就會出現實測溫度超前顯示溫度值。