基于网络的超速离心机电控系统设计

论文摘要

离心机是用来分离血液、细胞、酶等物质的设备。实验室离心机是医学、农学、生物等行业科研与生产的必备设备。超速离心机即最高转速超过30000rpm的离心机。国外的离心机起步早、发展迅速,目前在超速离心领域机技术成熟,最高转速已可达150000rpm。国内的离心机起步晚、发展缓慢,目前超速离心机在国内尚为少见,且在整机智能化、温度控制方式等多个方面都与国外存在着差距。本文研究和设计的对象为超速离心机的电控系统,包括电控系统的硬件设计、超速离心机的网络化设计、电控系统的软件设计。超速离心机电控系统的硬件设计将整个电控系统的硬件分为了多个模块:如人机交互模块、温度检测及控制模块、真空度检测及控制模块、转速识别模块、转速检测及控制模块等,对各个模块分别进行研究和设计,使各个模块在MCU的控制下能够协同工作,完成超速离心机在运行中的各种功能。超速离心机的网络化设计是一种新的概念,主要目的是为了实现离心机的群组群控功能。本文设计了离心机的网络架构,将同一个工业现场的多台离心机和监视计算机使用CAN总线联系起来,而把多个工业现场的监视计算机通过以太网连接到终端服务器,使终端服务器能够通过控制监视计算机来控制多个工业现场的所有离心机。超速离心机电控系统的软件设计的过程是将电控系统软件要完成的功能分为多个子模块,如系统初始化模块、运行时间控制模块、液晶屏显示模块、上位机软件模块、参数设置模块等,根据子模块完成功能的顺序规划出主流程图,再分别设计各模块,最后根据主流程图对子模块进行调试和修改,使超速离心机电控系统的整体软件能够流畅地运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 离心机的发展历程
• 1.3 离心机发展的现状
• 1.3.1 国外离心机现状
• 1.3.2 国内离心机现状
• 1.4 离心机的发展趋势
• 1.5 主要工作和章节安排
• 1.6 创新点
• 第2章 超速离心机系统设计
• 2.1 离心机工作原理
• 2.2 离心机结构原理
• 2.3 离心机的工作过程
• 2.4 离心机电控系统的技术要求
• 2.5 本章小结
• 第3章 超速离心机电控系统硬件设计
• 3.1 超速离心机电控系统硬件组成
• 3.2 超速离心机电控系统硬件模块分析
• 3.2.1 MCU
• 3.2.2 电源模块
• 3.2.3 人机交互模块
• 3.2.4 温度控制模块
• 3.2.5 真空度控制模块
• 3.2.6 转速控制模块
• 3.2.7 存储模块
• 3.2.8 转子不平衡故障保护模块
• 3.2.9 串口通信电路
• 第4章 超速离心机的网络设计
• 4.1 超速离心机网络架构
• 4.2 CAN 总线简介
• 4.3 CAN 总线控制电路
• 4.4 离心机CAN 总线协议设计
• 第5章 超速离心机电控系统软件设计
• 5.1 超速离心机电控系统软件模块划分
• 5.2 超速离心机电控系统软件主流程设计
• 5.3 超速离心机电控系统软件模块设计
• 5.3.1 系统初始化功能模块
• 5.3.2 液晶屏显示模块
• 5.3.3 上位机通讯接口设计
• 5.3.4 参数设置模块
• 5.3.5 运行时间控制模块
• 5.3.6 转速控制模块
• 5.3.7 温度控制模块
• 5.3.8 真空度控制模块
• 5.3.9 故障检测及保护模块
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录
• 附录 B