用單片機(jī)控制微型水泵

    在添加劑注入系統(tǒng)中，我們過去采用人工現(xiàn)場調(diào)節(jié)的，存在流量顯示不直觀、計(jì)量精度差，不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的問題。我們運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和自動控制技術(shù)，重新設(shè)計(jì)和改造了添加劑注入系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成和原理如下。

    對于系統(tǒng)的動力元件，過去一直使用國產(chǎn)“氣海”微型水泵，該泵是一種薄膜泵，避免了活塞泵活塞磨損、污染輸送介質(zhì)的缺點(diǎn)，運(yùn)動機(jī)構(gòu)與輸送介質(zhì)完全隔離、對介質(zhì)無污染，無泄漏，體積小，重量輕，具有自吸能力，不怕空轉(zhuǎn)。該泵的壽命和可靠性是國產(chǎn)微型泵中最好的，價格和技術(shù)支持相比外國名牌泵優(yōu)勢明顯。這次選用了最新型的“氣海”WNY1000調(diào)速水泵，額定流量為1L/min，采用先進(jìn)的無刷電機(jī)，在流量控制上實(shí)現(xiàn)了突破。WNY1000調(diào)速水泵自帶PWM（脈寬調(diào)制）線，能方便可靠地調(diào)節(jié)流量，還能輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號（FG)，很適合自動控制。根據(jù)我們實(shí)測的數(shù)據(jù)，繪制了流量-轉(zhuǎn)速曲線圖，其輸出壓力穩(wěn)定，流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速的線性關(guān)系很理想，在控制時采用了流量與轉(zhuǎn)速的比例修正算法。設(shè)計(jì)中采集流量、壓力、電機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時流量、總量的控制、系統(tǒng)的故障監(jiān)視和報警。由于需要測量和控制的參數(shù)不多，流量控制的精度不大于2%，適合選用單片機(jī)。選用了80C196KB單片機(jī),芯片具有16位CPU，操作直接面向256字節(jié)的寄存器空間，自身還帶有10位A/D轉(zhuǎn)換器。控制系統(tǒng)的硬件由采集、顯示和鍵盤電路組成。主程序由實(shí)時流量控制、總量控制、故障停機(jī)3部分組成。首先壓力傳感器將泵出口壓力轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓值，輸入單片機(jī)與設(shè)定值比較。如果壓力異常，單片機(jī)和信號繼電器就切斷電源并報警。如果壓力正常，則根據(jù)輸入的調(diào)速水泵轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行流量比例計(jì)算，顯示實(shí)時流量。單片機(jī)對流量進(jìn)行累計(jì)，顯示累計(jì)流量，總流量達(dá)到設(shè)定值后自動停機(jī)并發(fā)出信號。根據(jù)工藝需要，可以很方便地設(shè)定泵轉(zhuǎn)速和流量。

    經(jīng)過一年的使用，微型泵和控制元件性能可靠，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡單、功能擴(kuò)展方便，達(dá)到了預(yù)期效果。(ZX20120509)