一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統制造方法及圖紙

一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，采用以Atmega8L單片機為核心的主控電路、以ECN30206為核心的驅動電路、以Max7219為核心的顯示電路，三部分相互獨立，可單獨選用，滿足不同場合的需求，又可組成一閉環控制系統。該控制系統實現了控制電路各模塊的自由組合，以滿足不同場合的需求，又可組成閉環控制系統，不但能夠顯著提高深海環境模擬裝里的壓力控制精度，同時還具有節能的效果，可以保證深海環境模擬系統壓力精確穩定控制，并可以實現連續可調。

A pressure control system for deep sea environment simulation test device

A deep-sea environment simulation test device for pressure control system, the main control circuit, Atmega8L microcontroller as the core of the driving circuit, display circuit with ECN30206 as the core with Max7219 as the core, three independent parts, can be individually selected, meet the requirements of different occasions, and can form a closed loop control system. The control system realizes the free combination control circuit of each module, to meet the needs of different occasions, and can form a closed loop control system, not only can significantly improve the deep-sea environment simulation device of pressure control precision, but also has the effect of energy saving, can guarantee the deep-sea environment simulation system is accurate and stable pressure control, and can realize continuous adjustable.

【技術實現步驟摘要】
一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統所屬
本專利技術涉及一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
深海海底有大量的礦產資源和微生物群落，對該環境下進行的生物成礦作用、生命起源等的問題研究，將有助于闡明深海微生物受壓力調節的代謝機制，獲得寶貴的極端環境基因資源，對地質學、地球化學和生命科學等一系列學科研究具有重大的意義。然而由于其處于深海極端環境這一特殊性，難以身臨其境進行觀察與研究，需要在實驗室建立海底極端環境的模擬系統進行實驗來配合相關科學研究。
技術實現思路
本專利技術提出了一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，采用以Atmega8L單片機為核心的主控電路、以ECN30206為核心的驅動電路、以Max7219為核心的顯示電路，三部分相互獨立，可單獨選用，滿足不同場合的需求，又可組成一閉環控制系統。本專利技術所采用的技術方案是。所述控制系統中的電機選用調速性能好、體積小、效率高的三相無刷直流電機，因為單片機價格低，片內資源豐富，且可以靈活編制程序，所以采用以單片機為核心的控制系統。工作時，傳感器把檢測到的管路壓力及負載轉速反饋到單片機，進一步去觸發由PI構成的調速系統，以PWM方式對電機進行調速，電機帶動油泵工作提供連續可調的壓力源。所述控制系統主要由控制電路、驅動電路、顯示電路、RS485接口電路組成。所述控制系統是速度閉環系統，霍爾位置傳感器的位置信號處理后送專用驅動芯片后產生一個速度脈沖信號，經單片機處理轉換成轉速，再運用增量式PI算法，得到PWM控制信號，經光電藕合電路驅動專用集成驅動芯片閉環控制電機轉速；同時單片機還監控控制系統的運行狀態，當系統出現短路、過流、過壓等故障時單片機將封鎖PWM輸出信號，使電機停機，并通過LED電路顯示故障。考慮到應用的場合不同，對控制系統的需求也不同，設計各功能部件時考慮相互獨立性并保留好相應的接口以便構成一個完整的系統。所述控制電路主要由Atmega8L單片機、PWM信號產生及處理電路、電流檢測電路、轉速檢測電路、隔離電路及接口電路組成。所述PWM信號產生及處理電路主要是利用ATmega8L內部定時器產生定頻調寬的PWM波信號來控制無刷直流電機的轉速。這里采用ATmega8L的Timer2工作在快速PWM模式下，產生高頻的PWM波形，波形產生后需要進行處理才能得到所想要的輸出信號。所述電流檢測電路采用Allegro公司的ACS712集成芯片擴展外圍電路進行測量。ACS712由霍爾元件、霍爾電流驅動元件、偏差調整電路、信號恢復電路、信號放大電路組成.具有價格低、精度高、絕緣性能好等特點。所述驅動電路采用日立公司的專用集成無刷直流控制芯片ECN30206，ECN30206專用集成無刷直流控制芯片適用于直流500V電壓、1A以下，功率在20300W的三相有位置傳感器的無刷直流電機。ECN30206驅動芯片由內部自帶6個全橋IGBT開關管(上橋臂和下橋臂)及每個IGBT都帶保護的續流二極管，用于3個上橋臂電壓提升的電荷泵電路、無刷直流電機方向控制電路，為ECN30206驅動芯片產生時鐘的聲表面波產生電路、PWM產生電路、三相非配器、過流及欠壓保護電路、轉子位置檢測電路組成。三相分配器內部具有換相控制表，依據表格中相對照的值來合理分配各個橋臂的通斷狀態。本專利技術的有益效果是：該控制系統實現了控制電路各模塊的自由組合，以滿足不同場合的需求，又可組成閉環控制系統，不但能夠顯著提高深海環境模擬裝里的壓力控制精度，同時還具有節能的效果，可以保證深海環境模擬系統壓力精確穩定控制，并可以實現連續可調。附圖說明圖1是本專利技術的系統構成示意圖。圖2是本專利技術的控制系統硬件總體框圖。圖3是本專利技術的PWM處理電路圖。圖4是本專利技術的ECN30206驅動電路。圖中：1.調速電機；2.高壓泵；3.壓力傳感器及變送器；4.截止閥。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，控制系統中的電機選用調速性能好、體積小、效率高的三相無刷直流電機，因為單片機價格低，片內資源豐富，且可以靈活編制程序，所以采用以單片機為核心的控制系統。工作時，傳感器把檢測到的管路壓力及負載轉速反饋到單片機，進一步去觸發由PI構成的調速系統，以PWM方式對電機進行調速，電機帶動油泵工作提供連續可調的壓力源。如圖2，控制系統主要由控制電路、驅動電路、顯示電路、RS485接口電路組成。該控制系統是速度閉環系統，霍爾位置傳感器的位置信號處理后送專用驅動芯片后產生一個速度脈沖信號，經單片機處理轉換成轉速，再運用增量式PI算法，得到PWM控制信號，經光電藕合電路驅動專用集成驅動芯片閉環控制電機轉速；同時單片機還監控控制系統的運行狀態，當系統出現短路、過流、過壓等故障時單片機將封鎖PWM輸出信號，使電機停機，并通過LED電路顯示故障。考慮到應用的場合不同，對控制系統的需求也不同，設計各功能部件時考慮相互獨立性并保留好相應的接口以便構成一個完整的系統。如圖3，控制電路主要由Atmega8L單片機、PWM信號產生及處理電路、電流檢測電路、轉速檢測電路、隔離電路及接口電路組成。PWM信號產生及處理電路主要是利用ATmegaBL內部定時器產生定頻調寬的PWM波信號來控制無刷直流電機的轉速。這里采用ATmega8L的Timer2工作在快速PWM模式下，產生高頻的PWM波形，波形產生后需要進行處理才能得到所想要的輸出信號。電流檢測電路采用Allegro公司的ACS712集成芯片擴展外圍電路進行測量。ACS712由霍爾元件、霍爾電流驅動元件、偏差調整電路、信號恢復電路、信號放大電路組成.具有價格低、精度高、絕緣性能好等特點。如圖4，驅動電路采用日立公司的專用集成無刷直流控制芯片ECN30206，ECN30206專用集成無刷直流控制芯片適用于直流500V電壓、1A以下，功率在20300W的三相有位置傳感器的無刷直流電機。ECN30206驅動芯片由內部自帶6個全橋IGBT開關管(上橋臂和下橋臂)及每個IGBT都帶保護的續流二極管，用于3個上橋臂電壓提升的電荷泵電路、無刷直流電機方向控制電路，為ECN30206驅動芯片產生時鐘的聲表面波產生電路、PWM產生電路、三相非配器、過流及欠壓保護電路、轉子位置檢測電路組成。三相分配器內部具有換相控制表，依據表格中相對照的值來合理分配各個橋臂的通斷狀態。該系統采用的是4對磁極的無刷直流電機，所以一個機械角為90°，電導通角為30°，因而3個霍爾開關集成芯片EW632需每隔30°放一個，以檢測無刷直流電機的轉子的位置。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，其特征是：所述控制系統中的電機選用調速性能好、體積小、效率高的三相無刷直流電機，因為單片機價格低，片內資源豐富，且可以靈活編制程序，所以采用以單片機為核心的控制系統。

【技術特征摘要】
1.一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，其特征是：所述控制系統中的電機選用調速性能好、體積小、效率高的三相無刷直流電機，因為單片機價格低，片內資源豐富，且可以靈活編制程序，所以采用以單片機為核心的控制系統。2.根據權利要求1所述的一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，其特征是：所述控制系統主要由控制電路、驅動電路、顯示電路、RS485接口電路組成。3.根據權利要求1所述的一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，其特征是：所述控制系統是速度閉環系統，霍爾位置傳感器的位置信號處理后送專用驅動芯片后產生一個速度脈沖信號，經單片機處理轉換成轉速，再運用增量式PI算法，得到PWM控制信號，經光電藕合電路驅動專用集成驅動芯片閉環控制電機轉速；同時單片機還監控控制系統的運行狀態，當系統出現短路、過流、過壓等故障時單片機將封鎖PWM輸出信號，使電機停機，并通過LED電路顯示故障。4.根據權利要求1所述的一種深海環境模擬試驗裝置壓力控制系統，其特征是：所述控制電路主要由Atmega8L單片機、PWM信號產生及處理電路、電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許亞夫，
申請(專利權)人：許亞夫，
類型：發明
國別省市：遼寧,21