功率超声与机电一体化的研究应用_机电毕业论文(2)
2013-06-25 01:21
导读：( 5) 机械结构设计 是一门历史悠久的应用技术, 是各工业技术领域的基础, 它已经形成一套完整的理论和实践规范。本课题是基于专利ZL ) 20032011456216 进行设
( 5) 机械结构设计 是一门历史悠久的应用技术, 是各工业技术领域的基础, 它已经形成一套完整的理论和实践规范。本课题是基于专利ZL ) 20032011456216 进行设计生产的。
( 6) 接口 这套系统中, 工控机、机械部件、检测器件、驱动部分等主要组成部分之间需要互相传递信息, 但它们之间由于存在诸如工作速度不一致、输入输出有模拟与数字量的差别、阻抗不匹配等因素, 需要在各个部分之间设置接口电路, 实现信号的缓冲、转换等功能。
( 7) 系统集成技术 从总体目标出发, 用系统的观点和方法, 将总体分解成若干个功能单元, 找出能完成各个功能的技术方案, 再把功能单元与技术方案组进行分析、评价、优选和综合[5] 。经过反复调试和优化, 以确定最后的设计。
4 机电一体化超声处理机的过程控制
411 超声处理机系统的监测与控制超声技术与机电一体化有机结合, 形成了一套完整的系统。为了叙述的简化, 这里主要介绍超声、搅拌、温控等部分的检测与控制。从工艺控制角度, 设备可以分为五个部分:
( 1) 机械本体部分 整个机电一体化超声系统中的机械部分, 是由超声反应釜、三相搅拌机和加热设备组成。
它们构成整个系统的主体部分。
( 2) 检测部分 设备工作过程的一些现场参数需要实时采集, 为控制器提供原始数据。检测部分利用各种不同类型的传感器, 将系统工作过程中的各种信息收集起来及时送往控制中心。
( 3) 控制器 工控机和组态软件( 组态王) 相结合。控制器是整个机电一体化系统的/ 头脑0。控制器根据控制程序对汇集起来的信息进行处理, 并把处理结果转换为控制信号通过输出接口送到执行机构, 同时还控制现场的信息输入。
( 4) 执行部分 一个由研华公司出品的模块( adam25000) 再加一些接口电路。电子装置与机械部分之间安装了继电器和电气开关, 控制各种能量转换设备的运转。
（科教范文网 Lw.nsEAc.com编辑整理） ( 5) 供电 机电一体化系统中各部分所需的能源, 都是由动力装置提供的。该机电一体化超声系统使用三相和单项电源供电, 分别提供给加热、超声、机械搅拌等设备。
412 控制板的设计在设计控制板过程中, 考虑到固态继电器的开关特性, 并利用其特性来实现控制板的控制功能。首先, 通过实验来测试EK P/ N 611492 固态继电器的控制特性。测试得知: 驱动EK P/ N 611492 固态继电器最低可以用215V 的电压。
由于控制EK P/ N 611492 固态继电器的驱动电压约为45V, 为了限制其输入端电流, 在输入端加接1k8 左 的可变电阻。
光电耦合应用电路由于计算机、通讯卡和控制模块是弱电设备, 而搅拌机、加热设备和超声发生器等生产现场设备是强电设备, 必须采取隔离措施。为此, 在电路中加一个光电耦合芯片TCP2521。为了更好使用TCP2521, 按图4 对其工作特性进行了测试。
根据测试数据, 并按照算式I 1 = V1/ R1、I 2= V2/R2、V3= 5- V2 得到数据表。并按照TTL 电平, 参考图4, 经过实验和计算, 选用了比较合适的电路参数。
固态继电器的输出端连接到强电设备( 超声发生器、搅拌机、加热设备) , 整个机电一体化超声处理机系统。L1、L2、L3 是发光二极管, 当超声发生器工作的时候L1 亮, 搅拌机工作的时候L2 亮, 加热设备工作的时候L3 亮。整个机电一体化超声系统的工作流程如图6 所示。
主机和ADAM 模块之间采用了CAN 总线联结, 为了简练未详细画出。图中箭头表示闭环控制的信息流程。
5 安装调试与应用
该设计方案经过了实际制造, 安装调试, 并实际应用于多味中药的有效成分提取实验。实践证明[ 7, 8] , 与常规几种传统工艺相比, 超声提取的功效高约3 倍、提取率提高15%~ 30% , 符合GMP 技术规范, 对于中药生产的标准化和现代化建设具有明显的实际意义。
（转载自http://zw.ＮＳＥaＣ.com科教作文网） 6 结束语
机电一体化超声技术是一种技术性强、跨学科的综合技术。本文根据生物材料加工的实际需要, 将功率超声与机电一体化进行有机结合, 并利用CAN 现场总线网络, 实现整个超声加工、生产系统的计算机过程控制。通过安装调试和实际应用, 证明该方案设计合理、运行稳定可靠, 具有显着的科学意义和推广应用价值。
参考文献:
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[ 4] 赵松年1 机电一体化机械系统设计[M] . 北京: 机械工业出版社, 19981
[ 5] 杨黎明1 机电一体化系统设计手册[M] . 北京: 国防工业出版社, 19971
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