高精度恒速恒壓計(jì)量泵的研制.pdf

1、計(jì)量泵是一種定量輸送各種介質(zhì)的機(jī)械設(shè)備，它具有壓力、流量等定量調(diào)節(jié)功能。它被廣泛應(yīng)用在需要進(jìn)行液體介質(zhì)輸送過(guò)程的控制系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的計(jì)量泵調(diào)節(jié)壓力和流量的精度難以滿足現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)工藝流程控制的自動(dòng)化要求，特別是在有害液體、危險(xiǎn)環(huán)境下等方面的計(jì)量。因此，對(duì)計(jì)量泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精確調(diào)節(jié)已勢(shì)在必行。為解決上述問(wèn)題，本課題就利用單片機(jī)技術(shù)，以STC12C5A60S2芯片為核心，并考慮各種抗干擾措施，而且對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)量泵的傳動(dòng)部分作了部

2、分的改變，研制開(kāi)發(fā)了高精度恒速恒壓計(jì)量泵。本論文的研究主要分為硬件部分的設(shè)計(jì)和軟件部分的設(shè)計(jì)兩部分。軟件部分又包括上位機(jī)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)。
　　機(jī)械傳動(dòng)部分采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪通過(guò)滑鍵帶動(dòng)絲杠移動(dòng)，絲桿通過(guò)螺母來(lái)推動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到對(duì)計(jì)量泵的調(diào)節(jié)。硬件電路部分采用STC12C5A60S2芯片為核心，它的機(jī)器周期1T，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，

3、但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用西門(mén)子的SINAMICS V80。SINAMICS V80采用了全新的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，無(wú)需設(shè)置任何參數(shù)，無(wú)需增益調(diào)節(jié)，便可以實(shí)現(xiàn)極高的定位精度。編碼器采用OMRON多相位輸出光電編碼盤(pán)，與電機(jī)同軸，電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，碼盤(pán)產(chǎn)生2500脈沖。A/D轉(zhuǎn)換器采用美國(guó)Cirrus Logic公司推出的新型24位CS55

4、32。它具有極低噪音、多通道△-∑型模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，由于其采用電荷平衡技術(shù)和極低噪音的可編程曾益斬波穩(wěn)定測(cè)量放大器，可得到高達(dá)24位分辨率的輸出結(jié)果，精度高。
　　上位機(jī)主要是應(yīng)用虛擬儀器軟件LabVIEW開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，它通過(guò)485總線與下位機(jī)建立通信，對(duì)下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。上位機(jī)可以有效的讀取計(jì)量泵的壓力、流速、流量等參數(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行保存和生成報(bào)表，可以設(shè)置計(jì)量泵的壓力、流量等參數(shù)。LabVIEW編寫(xiě)的人機(jī)交互界面