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基于ARMFPGA的真空冻干控制系统设计

发布时间:2020-07-21 18:20:59 阅读: 来源:垃圾车厂家

0 引言 冷冻干燥技术自1980年代在我国兴起以来已取得长足发展,并已广泛应用于食品、低温和真空等科学领域,基于一些食品和药品加工行业的工艺需要,真空冷冻干燥技术需要迅速应用与推广。控制系统对物料的加工过程和质量影响比较大,还决定了真空冷冻干燥装置运行的自动化程度。近年来国内外一些有实力的厂家对冻干机控制系统的研究有了较大的进展,采用了PLC、触摸屏等装置,能够绘制冻干过程的工艺曲线,较大地改善了冻干机的性能。 随着科技的发展,由于触摸屏和PLC控制系统不易实现功能扩展、升级困难、操作界面不够丰富等原因,已经不能完全满足企业的需要,市场需要开发出更加先进的冻干设备控制系统。2007年1月上海远东制药机械总厂开发完成了目前国内最先进的嵌入式冻干控制系统。 控制系统根据冻干技术对冻干机控制系统的新要求而设计,采用高性能的Xscale内核嵌入式微处理器,结合FPGA完成集散控制(DCS),该系统有稳定可靠的工作性能、强大的扩展功能、友善的界面,从而具有更强的竞争力。

本文引用地址: 系统硬件结构设计 该控制系统主要由嵌入式微控制器和现场可编程门阵列(FPGA)器件、温度调节模块、真空度调节模块、GSM模块、本地和网络PC、LCD控制、各种传感器、打印机及检测、控制模块组成,如图1所示。

控制系统的核心由ARM及FPGA器件组成,实现整个系统的通信、现场显示、现场控制等功能,同时实现温度、真空度的神经网络控制。 检测量模块主要由传感器、信号调整及采集等组成,实现温度、真空度、湿度以及各主要部件(热继电器、交流接触器位置等)的状态的测量。控制模块主要由光隔离、驱动及执行机构组成,实现气阀、水阀、电动机、变频器、加热器等的驱动与控制。LCD触摸屏、IDE硬盘、打印机协调工作以实现冻干工艺曲线的实时采集、显示、输出与数据存储,还有冻干机温度与真空度参数的设置与控制等功能。

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