离心机硬件系统与操作技术

  离心机技术发展非常迅速，新产品不断出现，其技术特点可以归纳为变频调速、微机控制、触摸开关、数字设置与显示，多种功能保护等项。科学技术的发展带动着计算机的发展，计算机使实时控制和实时处理变得方便，普及。微电子技术和控制理论的发展，使用逆变器调速传动，把电力拖动系统的性能提高到最优化。单片机的自动控制系统和变频器二者结合组成的离心机自动控制系统具有高灵敏性和精确性，使离心机的运行更加可靠。一般一单片机控制的变频调速型的离心机其电路控制系统由硬件系统、软件系统两部分组成。

　　1.硬件系统

　　硬件系统组成如图1所示。方框图是上海离心机研究所研制的LC-6M低速大容量冷冻离心机的硬件系统，它采用了适合各种自动控制系统应用的MCS-96系列16位80C196KB、8098型单片微型计算机作为控制中心;设有温度传感器和速度传感器对温度和速度加以控制，调节和显示;皮带输出、转子平衡、门的开关、转头速度及电源信号的检测和故障判断;制冷系统压缩机的运行管理;离心机运行的管理与控制;工作过程及技术参数显示等。其控制逻辑方框图已示出。

　　离心机实时控制和实时处理过程中，最重要和最基本的技术指标是系统的可靠性。一般离心机的控制系统大多采用单片机，单片机应用系统的可靠性就是控制过程的关键。为了减少系统的错误和故障，必须采用抗干扰措施来提高微机系统对环境的适应能力。经常采用电源低通滤波、缩短交流引线，增大变压器容量，逻辑电路、模拟电路分开布线，设置良好的退祸电路。对CPU的输入信号，如速度传感器的脉冲信号，温度传感器的模拟信号等应采用抗共模干扰，采用光电招合隔离电路，使用屏蔽，精选元器件，尽量选CMOS集成电路以减少功耗。这些措施都是针对性强，行之有效的。

　　离心机的品质如何与控制软件有直接关系。有了良好的硬件设施，软件设计不合理，离心机操作会感到麻烦，令人生厌。好的软件会使离心机工

　　作性能可靠，操作方一便简明快捷便于掌握。若达到上述要求，对软件系统设计应包括:主程序、启动子程序、速度中断子程序及温度中断子程序及通用子程序几部分。

　　(1)主程序

　　主程序即统一管理系统程序。主要完成主机的初始化，键盘管理、输人输出显示、故障查询、保存各种数据。在中断信号控制下进人相应的程序，根据需要规定中断程序的优先级别。主程序可表示为图42。

　　(2)启动子程序

　　在主程序的管理下设置有启功子程序。启动子程序应通过外接端子对变频器发出启动/停止。速度选择、电机滑行停止，设定变频器输出频率、运行状态和故障监视，使程序能在严格的步骤下运行。启动子程序的结构如图43所示。

　　(3)速度中断子程序

　　离心机运行时，其速率的检测对速率控制的影响极大、因此必须选择数学模型进行数

　　学运算，以真实地反映速率的准确值。离心机转速需在一定范围内波动，为了减少扰动在有用数据中的比重,提高转速的真实性，有时采用数字滤波方法进行数据处理。数字滤波不需要增加硬设备，只加入数字滋波程。由于是加入软件，使程序得到强化，系统的可靠性得到提高。

　　(4)温度中断子程序

　　温度中断子程序如图45所示。从方框图知:温度传感器获得的温度信号，达到要求的标准或出现故障时，将执行关关中断，同时将信号进行A/D转换，经过非线性处理后执行数宇滤波。再送显示器，根据显示信号可进行关中断，即返回主程序。温度传感器多用热敏电阻，热敏电阻控温并不十分理想，因为它非线性交大，稳定性和重复性亦不够理想，所以在设计中常以软件进行非线性补偿，可取得满意的效果。为保证离心室温度的确定值，以温度的测量信号与设定的温度值不断的进行比较，以此确定制冷机的工作状况。若不采用软件进行温度非线性处理，就会出现实测温度超前显示温度值。