GK1250-N刮刀卸料離心機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)

1.問題的提出
　　GK1250一N型刮刀離心機(jī)是一種臥式寬刮刀卸料過濾式離心機(jī)，它能將中等粒度固相物從其懸浮液中分離出來，我公司的很多化工裝置中都使用了這種設(shè)備。
　　圖1為離心機(jī)控制系統(tǒng)原理圖。當(dāng)離心機(jī)工作時(shí)(無論是手動(dòng)還是自動(dòng)方式)，先將液壓系統(tǒng)油泵和離心機(jī)主機(jī)電動(dòng)機(jī)投入運(yùn)行，離心機(jī)在手動(dòng)方式下工作時(shí)，通過按鈕開關(guān)B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12控制相應(yīng)的中間繼電器和電磁換向閥完成洗網(wǎng)、進(jìn)料、脫水(1)、洗料、脫水(2)、卸料等工序操作。在自動(dòng)方式下工作時(shí)，按下B5開關(guān)，離心機(jī)自動(dòng)進(jìn)行洗網(wǎng)→進(jìn)料→脫水(1)→洗料→脫水(2)→卸料，周期性地完成各工序，循環(huán)工作，各工序的持續(xù)時(shí)間由相應(yīng)的時(shí)間繼電器(T1～T6)控制。
　　在實(shí)際的使用中，由于分離處理物料不同，所需離心機(jī)工序也不一樣。但原控制系統(tǒng)在自動(dòng)工作方式下，無法選擇離心機(jī)自動(dòng)方式工作時(shí)所需的工序。另外，系統(tǒng)所配時(shí)間繼電器時(shí)間設(shè)定范圍太窄，實(shí)際使用時(shí)受到一定的限制，因此，本裝置大多工作在手動(dòng)方式，生產(chǎn)效率低，物料分離效果差，設(shè)備故障增加，造成生產(chǎn)成本上升。
　　2 改進(jìn)措施
　　為解決上述問題，我們對(duì)離心機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，采用單片機(jī)電路實(shí)現(xiàn)離心機(jī)軸承溫度巡回檢測(cè)、超限報(bào)警和保護(hù)功能，并能在自動(dòng)方式下，進(jìn)行工序選擇、參數(shù)設(shè)定。 
                          
             
     2．1控制系統(tǒng)硬件組成
    系統(tǒng)硬件由AT89C51單片機(jī)基本單元電路、按鍵及轉(zhuǎn)換開關(guān)電路、軸承溫度采樣電路、繼電器控制電路、顯示電路、報(bào)警電路等組成。改進(jìn)后的離心機(jī)控制系統(tǒng)原理圖見圖2。
    2．1．1AT89C51單片機(jī)基本單元電路由AT89C51單片機(jī)及其時(shí)鐘電路、工作電源電路與復(fù)位電路組成，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心組成部分。
    2．1．2按鍵及轉(zhuǎn)換開關(guān)電路
    由S1～S8八個(gè)設(shè)定按鍵、PAUSE(暫停)按鍵及AUTO(自動(dòng))轉(zhuǎn)換開關(guān)組成，S1、S2、S3、S4、S5、S6分別為洗網(wǎng)、進(jìn)料、脫水(1)、洗料、脫水(2)、卸料等工序的功能設(shè)定鍵，S7、S8為參數(shù)增減鍵(修改各工序時(shí)間長短)，通過S1～S8可以設(shè)定工序是否投用以及各工序運(yùn)行的時(shí)間，并根據(jù)修改結(jié)果改變工序控制字，PAUsE為系統(tǒng)暫停運(yùn)行按鍵，AUT()(自動(dòng))運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換開關(guān)。
    2．1．3軸承溫度采樣電路
    由溫度變送器、信號(hào)調(diào)理電路及模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809組成，可以對(duì)離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)前后軸承的溫度進(jìn)行巡回檢測(cè)。
    2．1．4繼電器控制電路
    由驅(qū)動(dòng)電路、光電隔離電路及繼電器驅(qū)動(dòng)電路組成，J1、J2、J3分別控制洗料電磁換向閥E1、進(jìn)料電磁換向閥E2、卸料電磁換向閥E3，J4、J5分別控制液壓系統(tǒng)油泵電機(jī)、離心機(jī)主機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)／停止控制回路。
    2．1．5顯示電路
    利用AT89C51的串行口連接6片串人并出移位寄存器74IS164和6個(gè)八段LED組成6位靜態(tài)顯示電路，能顯示參數(shù)設(shè)定情況、離心機(jī)工作狀況和離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)的前后軸承的溫度。
    2．1．6報(bào)警電路
    由蜂嗚器及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，當(dāng)檢測(cè)到離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)的前后軸承的溫度達(dá)到或超過某一設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警，提醒操作人員妥善處理。
    2．2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的原則是離心機(jī)工作在手動(dòng)方式時(shí)，其工作過程基本同改進(jìn)前的系統(tǒng)相似，但改進(jìn)后的系統(tǒng)能巡回檢測(cè)并顯示離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)的前后軸承的溫度，當(dāng)離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)的前后軸承的溫度超過設(shè)定值時(shí)能夠進(jìn)行報(bào)警，或使離心機(jī)主機(jī)電動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)油泵電機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式時(shí)，系統(tǒng)工序的投用與運(yùn)行時(shí)間由程序事先設(shè)定，也可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際需要通過S1～S8設(shè)定，每個(gè)工序均是在AT89C51的控制下進(jìn)行的，每工作一個(gè)周期就巡回檢測(cè)并顯示離心機(jī)主機(jī)及其電動(dòng)機(jī)的前后軸承的溫度，并作出與系統(tǒng)工作在手動(dòng)方式時(shí)相應(yīng)的處理。應(yīng)用軟件采用模塊化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，便于增加和修改系統(tǒng)功能。軟件系統(tǒng)包括主程序和5個(gè)子程序，軟件框圖見圖3，其主要功能如下： 
                               
     2．2．1主程序
    是整個(gè)軟件系統(tǒng)的主線，完成系統(tǒng)的初始化、子程序調(diào)用與連接。
    2．2．2自檢子程序
    能對(duì)系統(tǒng)中的主要芯片(AT89C51CPU、ADC0809、LED等)進(jìn)行測(cè)試，若無故障則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常工作，否則提示故障芯片，提醒技術(shù)人員盡快排除故障。
    2．2．3按鍵處理子程序
    識(shí)別S1～S8功能按鍵的鍵值，設(shè)定和修改各工序的投用和運(yùn)行時(shí)間，并確定響應(yīng)工序控制字，調(diào)用顯示子程序，顯示設(shè)定和修改情況。
    2．2．4工序處理子程序
    根據(jù)系統(tǒng)默認(rèn)或修改后的工序控制字，控制J1、J2、J3的通斷及通斷時(shí)間，從而執(zhí)行默認(rèn)的工序或設(shè)定修改后的工序，調(diào)顯示子程序顯示運(yùn)行工序代碼及已經(jīng)執(zhí)行的時(shí)間。
    2．2．5軸承溫度檢測(cè)及處理子程序
    巡回對(duì)4路軸承溫度模擬量的輸入、A／D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析采樣數(shù)據(jù)，當(dāng)某一路采樣值大于等于設(shè)定值A(chǔ)(預(yù)警值)小于設(shè)定值 B(超限值)時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警，當(dāng)某一路采樣結(jié)果大于等于B時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警的同時(shí)，控制J5、J4動(dòng)作，使離心機(jī)主機(jī)電動(dòng)機(jī)及液壓系統(tǒng)油泵電機(jī)停止運(yùn)行，防止事故擴(kuò)大。
    2．2．6顯示子程序
    根據(jù)顯示存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，顯示參數(shù)修改情況、系統(tǒng)工況及軸承溫度等。
    3 結(jié)束語
    改進(jìn)后的GK1250一N離心機(jī)已在揚(yáng)子公司下屬生產(chǎn)廠使用，達(dá)到了預(yù)期的控制目的，運(yùn)行可靠，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到生產(chǎn)工藝要求，提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。另外，由于AT89C51內(nèi)部含F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器，應(yīng)用程序修改極其方便，有利于功能擴(kuò)展開發(fā)，使系統(tǒng)能不斷追隨用戶的要求。