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    X光機及其智能監(jiān)控系統(tǒng)
    • 企業(yè):控制網(wǎng)     行業(yè):郵政    
    • 點擊數(shù):2031     發(fā)布時間:2006-07-22 21:12:05
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    介紹了一種X光機的原理及其監(jiān)控系統(tǒng)的設計。



    1 引言

         X
    光機在生產(chǎn)生活中的應用日益廣泛,尤其在醫(yī)療設備和安全檢查中應用越來越多,發(fā)揮越來越大的作用,給人們的生活帶來了極大的福利,同時還能及早發(fā)現(xiàn)安全隱患,防止危險的發(fā)生。本文介紹了一種用于安檢中的X光機的設計,以及其相應的監(jiān)控系統(tǒng)。


    2 系統(tǒng)的總體設計



    1     系統(tǒng)的總體結構框圖



        
     
        一般的
    X光機是給X光管上加上高壓和低電流來實現(xiàn)的,本系統(tǒng)也是基于這種原理設計的,電壓80160KV,而電流在1.2MA以下。市電經(jīng)過PFC(Power Factor Corrector)后輸出約300V的直流,而后送入千伏(以下簡稱KV)發(fā)生器和毫安(以下簡稱MA)發(fā)生器,在KV發(fā)生器中經(jīng)過斬波和逆變再送入變壓器和倍壓電路產(chǎn)生高壓后加在X光管上,同時MA發(fā)生器給X光管加上低電流,X光管就會產(chǎn)生X光。X光管的電壓和電流經(jīng)過隔離和變換變成相應的電壓以后送入A/D芯片,經(jīng)過A/D轉換后在送入單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)通過RS232與上位PC機通信進行遠程控制,而后單片機通過控制D/A芯片來控制KV發(fā)生器和MA發(fā)生器的給定,從而完成遠程監(jiān)視與控制和閉環(huán)。


    2.1主電路

       
    該系統(tǒng)的主電路主要有三個部分組成PFCKV發(fā)生器、MA發(fā)生器

                     

        市電經(jīng)過全橋整流和Boost電路是PFC部分,它將電壓穩(wěn)定在380V的直流輸出,Uc3854采集反饋信號,形成閉環(huán)。PFC的輸出分別是KV發(fā)生器的BUCK電路和MA發(fā)生器的BUCK電路的輸入,KV發(fā)生器再經(jīng)過全橋逆變輸出千伏信號,MA發(fā)生器直接輸出MA信號,KV發(fā)生器和MA發(fā)生器的BUCK電路的控制芯片是UC3825,其給定由D/A芯片MAX5822來確 定。

    2.2
    監(jiān)控電

       
    監(jiān)控電路框圖

       
    PIC單片機為核心的監(jiān)控電路如上圖所示,由于PIC系列的單片機A/D精度比較低而且也沒有D/A,為了高精度的監(jiān)控X光設備,所以我們選用精度達到12A/D芯片MAX1236和同樣是12位精度的D/A芯片MAX5822作為單片機系統(tǒng)的外圍芯片,來實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控。A/D芯片MAX1236主要完成對KV發(fā)生器的電壓及MA發(fā)生器的電流的采集,通過將數(shù)據(jù)傳給單片機。D/A芯片MAX5822是對KVMA發(fā)生器的給定進行控制,也是通過完成的。單片機與上位的通訊是通過R-S232完成的,這樣就可以通過上位機完成對系統(tǒng)的遠控,及時的獲取系統(tǒng)的工作狀況以及設定系統(tǒng)的輸出給定。發(fā)光二極管主要是對故障進行指示。

       
    總線由Philips公司推出,是近年來在微電子通信控制領域廣泛采用的一種新型總線標準。它是同步通信的一種特殊形式,具有接口線少,控制方式簡化,器件封裝形式小,通信速率較高等優(yōu)點。在主從通信中,可以有多個 總線器件同時接到I2C總線上,通過地址來識別通信對象。在該系統(tǒng)中MAX1236MAX5822均采用總線,PIC單片機作為主機,用普通I/O口模擬總線的時序。相比并行12位的A/DD/A芯片可以大大節(jié)省I/O口,同時也可以有較高的通訊速率。


    3           系統(tǒng)的軟件設計

    系統(tǒng)的軟件主要由兩部分組成:上位PC機的軟件和下位單片機的軟件。

    PC機軟件在WINDOWS環(huán)境下用VC編程實現(xiàn)的一個人機友好操作界面,實時對系統(tǒng)的電壓、電流以及故障進行監(jiān)控并顯示。

    下位單片機的軟件主要有故障檢測、顯示以及與上位機的通訊。以下是主程序流程圖和串行通訊中斷流程圖。

      

            主程序                   中斷程序


    4           結語


        該系統(tǒng)已經(jīng)完成調試,并且安全穩(wěn)定的運行數(shù)月,完全能夠實現(xiàn)安檢X光機的要求。這種系統(tǒng)非常適合在機場、車站、碼頭等需要進行安檢的地方使用。該系統(tǒng)安全可靠,體積小,操作簡單,相信會適合更多的地方使用。


    參考文獻:

    [1]  竇振中               PIC系列單片機原理和程序設計     

    [2]  陳堅                 電力電子學

    [3]  阮新波 嚴仰光        直流開關電源的軟開關技術

    [4]  MAX1236  DATA SHEET

    [5]  MAX5822  DATASHEET

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