一种磁悬浮分子泵控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流体设备控制领域，具体涉及一种磁悬浮分子栗控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 分子栗是利用高速旋转的转子把动量传给气体分子，使之获得定向速度，从而被 压缩、驱动向排气口后为前级抽走的一种真空栗。而磁悬浮分子栗是利用磁轴承产生电磁 力使转子悬浮在空中，实现了转子和定子之间无机械接触且转子位置可主动控制的一种新 型高性能分子栗。由于磁悬浮分子栗具有无摩擦、无需润滑、无污染、高速度、寿命长的优 点，因此磁悬浮分子栗广泛应用于高真空度、高洁净度的真空获得领域，在工业和科研领域 获得大规模的应用。
[0003] 近年来，随着工业生产和科技的进步，工业应用现场对磁悬浮分子栗在极限情况 下稳定运行的要求越来越高，尤其是对磁悬浮分子栗控制系统的可靠性的要求。比如在瞬 时过压过流或信号受到干扰的情况下，控制系统仍然能够驱动高速运转的电机持续稳定运 行，而不希望发生器件损坏或停机的状况。现有的磁悬浮分子栗控制系统中采用的是分散 式的故障诊断和保护方法，这种情况虽然可以避免磁悬浮分子栗控制系统的硬件损坏，但 也同时造成了分子栗系统停机，从而影响了工业生产过程。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是现有技术中的磁悬浮分子栗控制方法及系统在某些 并不严重的故障情况下直接进行停机操作，可能带来系统硬件损坏，影响工业生产过程的 问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种磁悬浮分子栗控制方法，包括如下步骤：
[0007] 检测是否存在系统故障；
[0008] 若存在，则获取系统故障信息并确定故障级别；
[0009] 判断所述故障级别是否为一级故障；
[0010] 若是则系统带故障运行，并实时检测一级故障是否消除；
[0011] 若在第一预设时间1\内一级故障消除则系统恢复正常运行，否则系统关断。
[0012] 所述一级故障包括部分霍尔传感器故障的状态；通过为故障的霍尔传感器设定正 确的信号值维持系统带故障运行。
[0013] 还包括如下步骤：
[0014] 判断所述故障级别是否为二级故障，若是则系统进入故障恢复状态。
[0015] 所述故障恢复状态为：
[0016] 系统停止运行；
[0017] 实时检测二级故障是否消除；
[0018] 若在第二预设时间1~2内二级故障消除，则系统恢复正常运行，否则系统关断。
[0019] 所述二级故障包括欠压故障，过压故障，电机过流故障，电机短路故障，电机过温 故障，栗体过温故障，磁悬浮故障，过载故障。
[0020] 还包括如下步骤：
[0021] 判断所述故障级别是否为三级故障，若是则系统关断。
[0022] 所述三级故障包括所有霍尔传感器全部故障的状态。
[0023] 本发明还提供一种磁悬浮分子栗控制系统，包括
[0024] 检测单元，用于检测是否存在系统故障；
[0025] 故障认定单元，用于在系统存在故障时获取系统故障信息并确定故障级别；
[0026] 判断单元，用于判断所述故障级别是否为一级故障；
[0027] 第一处理单元，用于在故障级别为一级故障时控制系统带故障运行，并实时检测 一级故障是否消除；
[0028] 第二处理单元，用于在第一预设时间1\内一级故障消除时，控制系统恢复正常运 行，否则控制系统关断。
[0029] 所述判断单元，还用于判断所述故障级别是否为二级故障；
[0030] 所述第一处理单元，还用于在故障级别为二级故障时，控制系统进入故障恢复状 〇
[0031] 所述判断单元，还用于判断所述故障级别是否为三级故障；
[0032] 所述第一处理单元，还用于在故障级别为三级故障时，控制系统关断。
[0033] 本发明的上述技术方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
[0034] (1)本发明所述的磁悬浮分子栗控制方法及系统，将系统故障等级进行划分，根据 系统故障等级的不同，对系统进行不同的操作。对于级别较低的一级故障，例如部分霍尔传 感器故障这种类型的，就可以先保持系统带故障运行，并继续观察故障是否消除，如果在一 定的时间内故障消除，则恢复系统正常运行。这样可以避免不必要的系统关断，从而避免对 系统硬件造成的损害以及给工业生产带来的影响。
[0035] (2)本发明所述的磁悬浮分子栗控制方法及系统，当系统发生二级故障时，已经没 办法继续运行，但是又没有必要将系统关断时，可以先保持系统停止运行，并实时检测系统 故障是否消除。如果在一定的时间内，系统故障消除了，则可以继续恢复系统的正常运行， 如果系统故障一直存在，则控制系统关断。通过故障恢复状态，进一步避免不必要的系统关 断，从而避免对系统硬件造成的损害以及给工业生产带来的影响。
【附图说明】
[0036] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0037] 图1是本发明一个实施例所述磁悬浮分子栗控制方法的流程图；
[0038] 图2本发明一个实施例系统空闲状态hall信号诊断方法；
[0039] 图3本发明一个实施例所述转速计算方法流程图；
[0040] 图4本发明一个实施例系统运行状态hall信号定时查询诊断方法；
[0041] 图5本发明一个实施例判断霍尔传感器故障的方法流程图；
[0042] 图6本发明一个实施例判断霍尔传感器故障的方法流程图；
[0043] 图7本发明一个实施例实时监控与诊断系统结构框图。
【具体实施方式】
[0044] 本实施例提供一种磁悬浮分子栗控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0045] S1:检测是否存在系统故障；若存在则进入步骤S2,否则重复本步骤。
[0046] S2:则获取系统故障信息并确定故障级别。
[0047] S3:判断所述故障级别是否为一级故障，若是则进入步骤S4,否则进入步骤S5。所 述一级故障包括部分霍尔传感器故障的状态；通过为故障的霍尔传感器设定正确的信号值 维持系统带故障运行。
[0048] S4:系统带故障运行，并进入步骤S8。
[0049] S5:判断所述故障级别是否为二级故障，若是则进入步骤S6,否则进入步骤S7。所 述二级故障包括欠压故障，过压故障，电机过流故障，电机短路故障，电机过温故障，栗体过 温故障，磁悬浮故障，过载故障。
[0050] S6:系统进入故障恢复状态，之后进入步骤S9。
[0051] S7:判定故障级别为三级故障，之后进入步骤S11。所述三级故障包括所有霍尔传 感器全部故障的状态。
[0052] S8:判断在第一预设时间内一级故障是否消除，若消除则进入步骤S10,否则进 入步骤S11。
[0053] S9:实时检测，判断在第二预设时间!^内二级故障是否消除，若消除了则进入步骤 S10,否则进入步骤S11。
[0054] S10 :系统恢复正常运行。
[0055] S11 :系统关断。
[0056] 上述方案，将系统故障等级进行划分，根据系统故障等级的不同，对系统进行不同 的操作。对于级别较低的一级故障，例如部分霍尔传感器故障这种类型的，就可以先保持系 统带故障运行，并继续观察故障是否消除，如果在一定的时间内故障消除，则恢复系统正常 运行。当系统发生二级故障时，已经没办法继续运行，但是又没有必要将系统关断时，可以 先保持系统停止运行，并实时检测系统故障是否消除。如果在一定的时间内，系统故障消除 了，则可以继续恢复系统的正常运行，如果系统故障一直存在，则控制系统关断。因此，上述 方案能够避免不必要的系统关断，从而避免对系统硬件造成的损害以及给工业生产带来的 影响。
[0057] 上述方案中，对于霍尔传感器的状态判断可以选择三种方式，霍尔信号定时查询 诊断方法、霍尔信号中断诊断方法和霍尔信号定时中断诊断方法，这三种方法同时使用，能 够全面的诊断出霍尔信号的故障。
[0058] 在系统状态为空闲状态时，霍尔传感器故障的诊断方法如图2所示，首先读出霍 尔传感器端口值HLValue，端口值HLValue不是0便是1，因此三个霍尔传感器的端口值最 终为：000至111。根据端口值HLValue查表得到HLVector的值，从表中的HLVector值可 以得出，端口值与HLVector值的对应关系为：
[0059]
[0061] 正常来说，三个霍尔传感器的端口值必须保持不一样，如果三个传感器的端口值 相同即000或者111时，便会认为霍尔传感器发生了故障。由于霍尔传感器的端口值与 HLVector的值是具有对应关系的，因此只需要判断HLVector的值是否为-1，如果HLValve 值为-1，则认为霍尔传感器发生故障，此时的故障可以认为是三级故障，即需要关断系统。
[0062] 转速计算过程如图3所示，其中霍尔中断即霍尔传感器正常工作，能够采集到正 常的霍尔传感器信号。
[0063] 系统处于运行状态时，霍尔信号定时查询诊断方法如图4所示，首先判断系统是 否处于额定转速状态，如果系统没有在额定转速状态运行，则霍尔信号的诊断方法与空闲 状态的霍尔信号诊断方法相同：首先读出霍尔端口值HLValue，然后根据HLValue查表得到 HLVector的值，判断HLVector的值是否为-1，如果HLValve值为-1，则判断为三级故障。 如果系统处于额定转速运行状态，则判断当前转速，同时计算1秒内三路霍尔边沿的个数， 取其最大值为当前转速。如果当前转速为〇,说明1秒内三路霍尔信号均没有边沿发生，说 明三个霍尔传感器均出现了故障，则确定为三级故障。当磁悬浮分子栗转子旋转一圈时。每 一个霍尔传感器应该出现一个高电平一个低电平，出现两个上升沿，三个霍尔传感器则出 现六个上升沿。
[0064] 如图5所示，当系统处于额定转速运行状态时，判断霍尔计数