本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于DSP的無菌檢測控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)藥科技的發(fā)展，需要進行無菌檢查的藥品和醫(yī)療器械越來越多；為了適應藥品和醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，提供性能穩(wěn)定、操作方便，檢測效率高的無菌檢測系統(tǒng)極為重要。無菌檢測系統(tǒng)由集菌儀與全封閉集菌培養(yǎng)器組成，工作原理是通過集菌儀蠕動泵的定向蠕動加壓作用, 把供試品轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)器杯體內(nèi)并正壓過濾，供試品中可能存在的微生物被濾膜截留在培養(yǎng)器杯體內(nèi)，再通過蠕動泵泵送沖洗液沖洗濾膜去除供試品有一直微生物生長的成分，最后在培養(yǎng)器內(nèi)灌裝培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，以檢驗供試品是否含菌。該系統(tǒng)廣泛應用于食品藥品檢驗機構(gòu)、制藥企業(yè)、醫(yī)院、疾控中心等行業(yè)的無菌檢查及微生物限度檢查，它可以確保過濾及培養(yǎng)的微生物檢查過程在封閉條件下進行，有效避免了外源性污染。
無菌檢測控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制集菌儀中無刷直流電機的運行，通過電機直接驅(qū)動蠕動泵，完成檢品的轉(zhuǎn)移、過濾、清洗等一系列過程。由于生物、制藥行業(yè)的一些特殊要求，應用于該領(lǐng)域的電機必須具備大轉(zhuǎn)矩、小體積，低噪音、溫升小等特性；傳統(tǒng)的異步電機變頻調(diào)速加減速器的策略很難滿足這種要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了控制集菌儀中無刷直流電機的運行，通過電機直接驅(qū)動蠕動泵，完成檢品的轉(zhuǎn)移、過濾、清洗等一系列過程。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
基于DSP的無菌檢測控制系統(tǒng)主要包括電源電路、DSP控制單元、SPM功率驅(qū)動模塊、霍爾傳感器檢測電路、控制信號輸入及其它保護電路。其中，電源電路提供電路所需的各個電壓；DSP 控制單元通過檢測外部預設的轉(zhuǎn)速信號、啟停信號、電機轉(zhuǎn)子位置信號等，經(jīng)分析判斷，輸出控制電機運行的PWM 調(diào)制信號，并顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)SPM 電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)直流無刷電機的三相全橋星形控制及驅(qū)動功率放大；霍爾傳感器檢測單元實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子位置的檢測，從而實現(xiàn)電子換相；顯示模塊用于顯示電機運行轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)的狀態(tài)；保護電路實現(xiàn)電機的過流、過壓、過載保護。
所述的DSP控制單元采用美國德州儀器TI（TexasInstruments）公司制造的TMS320F2808作為核心的處理器，主要完成啟停信號、蠕動泵開合信號的掃描，調(diào)速信號的檢測、AD轉(zhuǎn)換，通過邏輯分析、判斷，輸出控制電機運行的PWM信號，同時，顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，實現(xiàn)相關(guān)算法和完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。
所述的電源模塊以VIPER22A為主控元件，通過光電耦合器、可調(diào)精密電壓基準源TL431以及電容組成一個負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。
所述的SPM功率驅(qū)動模塊采用FAIFCHILD公司的智能功率模塊FSBB20CH60來搭建直流無刷電機的逆變驅(qū)動電路。它最大耐壓600V，最大電流20A，并具有過壓、過流、短路及過熱保護功能。
本發(fā)明的有益效果是：
應用DSP控制無刷直流電機直接驅(qū)動蠕動泵的無菌檢測系統(tǒng)，具有轉(zhuǎn)矩大、體積小、噪音低、溫升小、運行平穩(wěn)等特點，且無刷直流電機由于沒有碳刷和換向器，不存在有刷電機換向通電時產(chǎn)生的火花，使用更安全；沒有碳刷磨損粉末導致的環(huán)境污染，尤其適用于對環(huán)境要求極高的無菌檢查；實踐證明，該無菌檢測系統(tǒng)已得到廣大客戶的好評和市場的認可，并為公司帶來了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,控制精度高,運行平穩(wěn),噪音低,溫升小,可靠性高,有良好的應用價值。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是基于DSP的無菌檢測控制系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖1所示，基于DSP的無菌檢測控制系統(tǒng)主要包括電源電路、DSP控制單元、SPM功率驅(qū)動模塊、霍爾傳感器檢測電路、控制信號輸入及其它保護電路。其中，電源電路提供電路所需的各個電壓；DSP 控制單元通過檢測外部預設的轉(zhuǎn)速信號、啟停信號、電機轉(zhuǎn)子位置信號等，經(jīng)分析判斷，輸出控制電機運行的PWM 調(diào)制信號，并顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)SPM 電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)直流無刷電機的三相全橋星形控制及驅(qū)動功率放大；霍爾傳感器檢測單元實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子位置的檢測，從而實現(xiàn)電子換相；顯示模塊用于顯示電機運行轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)的狀態(tài)；保護電路實現(xiàn)電機的過流、過壓、過載保護。
霍爾傳感器檢測電路在無刷直流電機中起檢測轉(zhuǎn)子位置的作用，為功率開關(guān)逆變電路提供正確的換相信息，霍爾傳感器安裝在電機定子上，電機轉(zhuǎn)子外圓有N、S磁極交替排布的永磁鐵，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，霍爾傳感器就會產(chǎn)生相應的電平信號，信號通過光電隔離、處理電路，把轉(zhuǎn)子位置變化信息反饋給DSP處理器，處理器根據(jù)電機預先定義的換相次序，控制定子繞組的通電次序，從而控制無刷直流電機電機運轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)采用開關(guān)電源設計，輸入交流220V市電，先經(jīng)濾波、整流，再經(jīng)大電容濾波后輸出直流，通過高效率的開關(guān)電源IC轉(zhuǎn)換成高頻的交流信號，經(jīng)變壓器耦合輸出各路低電壓的交流信號，再經(jīng)整流穩(wěn)壓，輸出系統(tǒng)控制所需的各路直流電源。電源模塊以VIPER22A為主控元件，通過光電耦合器、可調(diào)精密電壓基準源TL431以及電容組成一個負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。通過輸出電壓采樣電路將電壓信號與TL431內(nèi)部電壓基準進行比較，然后用形成的誤差電壓來改變光電耦合器中輸入端LED流過的電流，并通過光電耦合器中的光接受三極管來改變控制電流，從而調(diào)節(jié)VIPER22A的輸出占空比，使輸出電壓保持穩(wěn)定，為系統(tǒng)提供低壓工作電源和SPM驅(qū)動電源。本開關(guān)電源電路設計簡單，輸入擾動響應快，應用靈活，且成本低廉、保護功能完善。DSP控制單元主要完成啟停信號、蠕動泵開合信號的掃描，調(diào)速信號的檢測、AD轉(zhuǎn)換，通過邏輯分析、判斷，輸出控制電機運行的PWM信號，同時，顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，實現(xiàn)相關(guān)算法和完成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。