【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空气悬浮风机自动控制，具体而言，涉及一种基于dsp和plc的空气悬浮风机的控制系统及其优化设计方法。
技术介绍
1、空气悬浮风机是采用一种无接触，无机械摩擦的空气悬浮轴承以及一种高速大功率永磁同步电机来直接驱动流体叶轮的一类风机。
2、由于其自身存在着效率高、噪音低、故障少、无需润滑系统等优点，使其在近些年得到迅速发展。然而传统的空气悬浮风机控制系统单纯采用可编程逻辑控制器，即plc作为主控制器，存在着不能进行复杂运算、实时性较差的缺点。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有的空气悬浮风机自动控制系统存在着不能进行复杂运算、实时性较差的缺点的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于dsp和plc的空气悬浮风机的控制系统，包括：
3、plc控制单元，为所述控制系统的主控制器，所述plc控制单元用于监测所述空气悬浮风机的运行状况；以及
4、dsp控制单元，为所述控制系统的从控制器，所述dsp控制单元与所述plc控制单元联动控制。
5、可选地，所述plc控制单元与所述dsp控制单元通过modbus协议进行通信。
6、可选地，所述plc控制单元与所述dsp控制单元通过rs-485交换机和收发器进行通信。
7、可选地，在连接接口芯片时，a引脚与b引脚之间连接有设定电阻，在中继器和b引脚之间连接有上拉电阻，a引脚连接有下拉电阻。
8、可选地，所述dsp
9、可选地，所述空气悬浮风机的运行状况包括所述空气悬浮风机的进气口温度、出气口温度、轴承温度、电机转速、气体的流量和压力中的至少一项。
10、可选地，所述控制系统还包括显示器，所述显示器用于显示所述plc控制单元和所述dsp控制单元的实时参数。
11、另外，本专利技术还提供了一种优化设计方法，用于所述的控制系统，所述优化设计方法包括：
12、设计plc控制单元的系统流程方法；
13、设计dsp控制单元的系统流程方法；
14、对所述plc控制单元与所述dsp控制单元的底层通信硬件进行设计。
15、可选地，所述plc控制单元的系统流程方法包括：
16、判断空气悬浮风机状态及通信是否异常；
17、在所述空气悬浮风机状态及通信正常的情况下，对所述空气悬浮风机进行本地控制或远程控制；
18、在所述空气悬浮风机状态及通信不正常的情况下，处理故障，或者，基于触摸屏显示各类参数、通信界面，而判断是否设置失效保护状态；
19、在判断不设置失效保护状态时，则返回到所述判断空气悬浮风机状态及通信是否异常的步骤重新执行；
20、在对所述空气悬浮风机进行本地控制或远程控制之后，判断是否进行自动控制；
21、在判断进行自动控制时，监测所述空气悬浮风机的运行状况；
22、在判断不进行自动控制时，进行手动控制，调节冷却阀、放空阀、变频阀，然后返回到所述判断空气悬浮风机状态及通信是否异常的步骤重新执行；
23、在执行所述监测所述空气悬浮风机的运行状况之后，与所述dsp控制单元通信；
24、判断所述plc控制单元的主程序是否保持运行；
25、若所述plc控制单元的主程序未保持运行，则对振动信号的频域分析，并判断触摸屏主界面频谱图是否异常；
26、若所述触摸屏主界面频谱图不异常，则返回到所述判断是否进行自动控制的步骤重新执行；
27、若所述触摸屏主界面频谱图异常，或者，若所述plc控制单元的主程序保持运行，则检测是否收到故障或正常停止信号；
28、若收到故障或正常停止信号，或者，若在判断设置失效保护状态，则急停或停止；
29、若未收到故障或正常停止信号，则返回到所述判断是否进行自动控制的步骤重新执行。
30、可选地，所述dsp控制单元的系统流程方法包括：
31、设置所述dsp控制单元不参与所述plc控制单元的控制决策；
32、使所述dsp控制单元检测空气悬浮风机的空气悬浮轴承转子系统的振动信号；
33、使所述dsp控制单元进行频域分析运算；
34、基于频域分析运算结果，而判断是否与所述plc控制单元通信；
35、若与所述plc控制单元通信，则使所述plc控制单元的主程序不保持；
36、若不与所述plc控制单元通信，则返回所述设置所述dsp控制单元不参与所述plc控制单元的控制决策的步骤重新执行；
37、执行所述使所述plc控制单元的主程序不保持之后，判断是否有故障；
38、若判断有故障，则紧急停止；
39、若判断没故障，则返回使所述dsp控制单元检测空气悬浮风机的空气悬浮轴承转子系统的振动信号的步骤重新执行。
40、本专利技术的技术效果至少包括：
41、本专利技术所述的空气悬浮风机控制系统主要由plc，dsp，触摸屏，变频器，放空阀，传感器，通信硬件电路等组成，所述的空气悬浮风机控制系统主要是由plc作为主控芯片，dsp作为辅控芯片进行联合控制。既可以对空气悬浮风机的各项参数进行监测，又可以在遇到紧急情况时及时保护整个系统的安全。对空气悬浮轴承振动信号进行频域分析并将图像显示在触摸屏上是传统空气悬浮风机控制系统所不具备的，此优化设计方案不仅保留了原始系统的安全性和稳定性，还体现了其高速处理数据和信号的能力，方便植入新颖的智能控制算法来满足各类生产需求，方便简洁的人机交互界面便于操作人员使用。本专利技术所阐述的整体设计思路，是对传统空气悬浮风机控制系统的优化与改良。
42、本专利技术提出的一种基于dsp和plc的空气悬浮风机控制系统及其优化设计方法，克服了传统控制系统不能进行复杂运算、实时性较差等缺点，同时又不失稳定性，提供了方便简洁的人机界面，能够及时处理故障，实时反馈风机各类参数，对传统的空气悬浮风机控制系统进行了优化改进。
43、本专利技术通过将dsp引入到空气悬浮风机控制系统当中，既保留了传统的空气悬浮风机控制系统对各参数的监测，及故障的检测与系统的急停等功能，又加快了系统的运算速度，减少主程序的复杂度，同时可以将空气悬浮轴承-转子系统的振动信号进行频域分析，在触摸屏上显示频域图像。不失在复杂工业环境的稳定性、抗干扰性与信号处理的快速性，亦可将新兴智能控制算法植入，使控制系统得到优化，当操作人员发现系统设备出现问题时，可以控制所有操作方式失效，以达到对整个系统的保护作用。
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1.一种基于DSP和PLC的空气悬浮风机的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述PLC控制单元与所述DSP控制单元通过MODBUS协议进行通信。
3.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述PLC控制单元与所述DSP控制单元通过RS-485交换机和收发器进行通信。
4.根据权利要求3所述控制系统，其特征在于，在连接接口芯片时，A引脚与B引脚之间连接有设定电阻，在中继器和B引脚之间连接有上拉电阻，A引脚连接有下拉电阻。
5.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述DSP控制单元用于监测所述空气悬浮风机的空气悬浮轴承转子系统的振动信号。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述控制系统，其特征在于，所述空气悬浮风机的运行状况包括所述空气悬浮风机的进气口温度、出气口温度、轴承温度、电机转速、气体的流量和压力中的至少一项。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括显示器，所述显示器用于显示所述PLC控制单元和所述DSP控制单元的实时参数。
8.一种优化设计方法，用于权利要求1至7中任意一项所述的控制系统，其特征在于，所述优化设计方法包括：
9.根据权利要求8所述的优化设计方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的优化设计方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于dsp和plc的空气悬浮风机的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述plc控制单元与所述dsp控制单元通过modbus协议进行通信。
3.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述plc控制单元与所述dsp控制单元通过rs-485交换机和收发器进行通信。
4.根据权利要求3所述控制系统，其特征在于，在连接接口芯片时，a引脚与b引脚之间连接有设定电阻，在中继器和b引脚之间连接有上拉电阻，a引脚连接有下拉电阻。
5.根据权利要求1所述控制系统，其特征在于，所述dsp控制单元用于监测所述空气悬浮风机的空气悬浮轴承转子系...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐方程，陈帆，张高山，
申请(专利权)人：浙江优耐科动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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