計(jì)量泵是一種既具有介質(zhì)輸送又具流量調(diào)節(jié)功能的機(jī)械設(shè)備，很適于作執(zhí)行元件在各種需進(jìn)行液體介質(zhì)輸送的過程控制系統(tǒng)中使用．但傳統(tǒng)的計(jì)量泵調(diào)節(jié)流量的**度難以滿足現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)工藝流程控制的自動(dòng)化要求，尤其在對(duì)有害液體的計(jì)量，在危險(xiǎn)環(huán)境下的調(diào)節(jié)等方面，傳統(tǒng)設(shè)備更是捉襟見肘．因此，對(duì)計(jì)量泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、**調(diào)節(jié)勢(shì)在必行．本文對(duì)計(jì)量泵的調(diào)節(jié)進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)自動(dòng)控制，提高了泵的控制**度．

1 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

     計(jì)量加藥泵的流量調(diào)節(jié)主要是通過控制柱塞行程長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)，對(duì)計(jì)量泵進(jìn)行電動(dòng)控制，實(shí)際上就是對(duì)柱塞行程長(zhǎng)度進(jìn)行電動(dòng)控制 ．計(jì)量泵柱塞行程長(zhǎng)度調(diào)節(jié)通過絲桿帶動(dòng)N形軸產(chǎn)生軸向位移來實(shí)現(xiàn)．其絲桿控制傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)如圖1所示，小齒輪和大齒輪嚙合，大齒輪固定在齒輪軸上，絲桿和齒輪軸通過滑鍵聯(lián)接．系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)小齒輪，再通過和大齒輪的嚙合使齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪軸和軸承固結(jié)在一起，所以，在大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲桿會(huì)上下運(yùn)動(dòng)從而改變了柱塞行程．本裝置中的電機(jī)若采用普通的異步電機(jī)來帶動(dòng)絲桿改變柱塞泵的沖程，具有以下兩方面突出缺點(diǎn)：① 不可避免地會(huì)產(chǎn)生對(duì)象的純滯后性，過渡時(shí)間長(zhǎng)，超調(diào)量大，參數(shù)恢復(fù)緩慢；②運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必然具有慣性，因此當(dāng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)斷開后，執(zhí)行器輸出機(jī)構(gòu)還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，反饋信號(hào)也會(huì)隨之繼續(xù)變化，使控制系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象．這里采用步進(jìn)電機(jī)來代替異步電機(jī)．電機(jī)的速度由軟件編程的方式來實(shí)現(xiàn)．當(dāng)實(shí)際流量接近目標(biāo)流量時(shí)，電機(jī)采用減速控制，使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)慣性減小，到達(dá)準(zhǔn)確的目標(biāo)位置，從而消除振蕩現(xiàn)象．本傳動(dòng)裝置具有自鎖定功能——在定位控制方式下，流量一旦達(dá)到給定值，步進(jìn)電機(jī)便處于通電自鎖狀態(tài)，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位置鎖緊，避免了計(jì)量泵運(yùn)行時(shí)把當(dāng)量的相對(duì)位移轉(zhuǎn)移而影響流量和計(jì)量**度．

2 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

    在硬件電路的設(shè)計(jì)過程中采用了標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化的典型電路．本系統(tǒng)采用了AT89C52芯片，外加時(shí)鐘電路，復(fù)位電路組成單片機(jī)系統(tǒng) SB7-流量傳感器是一種壓力損失極小、測(cè)量**度高的液體流量傳感器，其輸出為模擬信號(hào)，經(jīng)過ADC0809芯片把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，與單片機(jī)相連．本系統(tǒng)就是采用SB7-流量傳感器和芯片ADC0809來完成對(duì)流量反饋的數(shù)據(jù)采集．

      操作面板采用了Intel 8279芯片來完成鍵盤輸入和顯示功能．鍵盤部分提供一種掃描工作方式，能對(duì)鍵盤不斷掃描自動(dòng)消抖動(dòng)，自動(dòng)識(shí)別按下的鍵并給出編碼，能對(duì)雙鍵或多鍵同時(shí)按下，實(shí)行保護(hù)．顯示部分為L(zhǎng)ED顯示，它的相應(yīng)功能塊的工作是可程控的，其時(shí)鐘信號(hào)由89C52的ALE提供 ．

     驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路設(shè)計(jì)是通過對(duì)89C52的P1.0～P1.2口的設(shè)定或清零，來控制三相步進(jìn)電機(jī)的速度、工作方式以及其正反轉(zhuǎn)．圖2為行程調(diào)節(jié)機(jī)電一體化原理框圖.4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)程序的總流程如圖4所示．本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是采用VC語言，它比匯編語言更簡(jiǎn)潔，更有效．本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和命令的輸入都是通過鍵盛實(shí)現(xiàn)的，所以整個(gè)軟件是一個(gè)對(duì)鍵盤輸入的散轉(zhuǎn)程序．系統(tǒng)根據(jù)從鍵盤輸入的流量值，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制．在此控制過程中，程序可以Ⅱ向應(yīng)中斷，如，來自行程極限開關(guān)的故障中斷等．