一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，主控單元與輔助接口單元、外設(shè)適配接口單元連接；主控單元：根據(jù)來自輔助接口單元的指令對干泵進行控制，并輸出控制命令至外設(shè)適配接口單元，同時將外設(shè)適配接口單元的干泵反饋信息輸出至輔助接口單元；輔助接口單元：接收外部輸入指令并顯示干泵運行狀態(tài)，通過多種接口與上位機通信；外設(shè)適配接口單元：用于將干泵的反饋信息反饋至主控單元并將主控單元的控制命令發(fā)送至干泵。本發(fā)明采用了干泵統(tǒng)一控制平臺，增加了主板的適用范圍，模塊化了系統(tǒng)架構(gòu)，提高了研發(fā)效率，也為新的泵種電氣控制系統(tǒng)的研發(fā)提供了良好的研發(fā)平臺。
【專利說明】一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣控制平臺系統(tǒng)，具體地說是一種用于干泵電氣控制的系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前國內(nèi)干泵控制系統(tǒng)大部分為簡單的繼控制，主要以按鈕，斷路器，繼電器，時間繼電器，交流接觸器等傳統(tǒng)的器件互鎖來實現(xiàn)控制。部分泵種實現(xiàn)了單片機控制系統(tǒng)，用戶界面也有了手控盒代替的傳統(tǒng)的按鈕控制。但是這種系統(tǒng)也往往也是針對單個泵種單獨開發(fā)，控制主板也是以單CPU為主，在編程方面也是混合編程具有一定泵種的針對性。以單(PU控制的系統(tǒng)很難開發(fā)出豐富的用戶接口。即使開發(fā)出來，也無法在不同的泵種的控制系統(tǒng)中移植，當(dāng)一個公司需要開發(fā)多個泵種時這種弊端就比較明顯，每一個泵種都需要獨立的研發(fā)組員，特別是當(dāng)不同泵組采用不同的CPU型號控制時就沒有了硬件上的可移植性和通用性，因此必須得為此保持龐大的研發(fā)團隊，這從公司的運營成本的角度上講是不合算的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有一定兼容性和拓展性的干泵電氣控制平臺，本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0004]一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，主控單元與輔助接口單元、外設(shè)適配接口單元連接；
[0005]主控單元:根據(jù)來自輔助接口單元的指令對干泵進行控制，并輸出控制命令至外設(shè)適配接口單元，同時將外設(shè)適配接口單元的干泵反饋信息輸出至輔助接口單元；
[0006]輔助接口單元:接收外部輸入指令并顯示干泵運行狀態(tài)，通過多種接口與上位機通信；
[0007]外設(shè)適配接口單元:用于適配各種泵種，功能是將干泵的反饋信息反饋至主控單元并將主控單元的控制命令發(fā)送至干泵。
[0008]第一主控芯片與串口通信電路、掉電存儲電路、實時時鐘電路連接；第一主控芯片與外設(shè)適配接口單元、輔助接口單元連接。
[0009]第二主控芯片與人機界面、本地前面板以及指示燈、遠程RS485接口、遠程IO控制接口、PR0FIBUS現(xiàn)場總線單元連接；第二 CPU與第一主控芯片通過串行外設(shè)接口連接。
[0010]所述系統(tǒng)為雙CPU架構(gòu)。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0012]1.本發(fā)明采用了干泵統(tǒng)一控制平臺，增加了主板的適用范圍，模塊化了系統(tǒng)架構(gòu)，提高了研發(fā)效率，也為新的泵種電氣控制系統(tǒng)的研發(fā)提供了良好的研發(fā)平臺。
[0013]2.輔助用戶接口單元由單獨的CPU控制并具有各種主流控制接口，而且可以適用于不同的泵種，即所有泵種都使用統(tǒng)一的人機界面接口(手控盒)，使用統(tǒng)一的IO外控接口定義，使用統(tǒng)一的傳統(tǒng)通訊協(xié)議，使用統(tǒng)一的現(xiàn)場總線內(nèi)部寄存器定義。綜上所述即此單元并不因為泵種的不同而不同，為統(tǒng)一的控制模式，具有通用性可以由軟硬件上都可以單獨工程師設(shè)計和程序員編寫。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的主控單元和輔助接口單元的雙CPU結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是外設(shè)適配接口單元與主控單元結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0017]本發(fā)明的干泵電氣統(tǒng)一控制平臺系統(tǒng)分為三部分組成，分別是主控單元，輔助接口單元和外設(shè)適配接口單元。將主控制板設(shè)計為雙CPU控制單元分為主控系統(tǒng)和輔助用戶接口。底板分為不同泵種的外設(shè)接口。
[0018]如圖1所示，其中主板的一個CPU應(yīng)用于輔助用戶接口單元，輔助用戶接口單元的功能為為上位機提供強大而豐富的控制接口，以滿足不同層次的用戶應(yīng)用，該CPU與PR0FIBUS現(xiàn)場總線單元(VPC3+芯片)并行連接組合實現(xiàn)了 PR0FIBUS現(xiàn)場總線功能。對于受成本控制較為嚴(yán)格無法購買手控盒的用戶可以利用本地按鈕的開關(guān)功能控制泵組，對于一般客戶來說可以用本地手控盒來進行控制。對于連接到自動控制系統(tǒng)的泵組，可以用PLC的IO接口對泵組進行簡單的啟?？刂?，對于需要監(jiān)控較多參數(shù)的用戶可以用RS485總線進行監(jiān)控，而對于較大的控制系統(tǒng)既需要監(jiān)控較多泵組參數(shù)有需要很快的通訊速率的用戶組，可以使用PR0FIBUS總線進行監(jiān)控；因此針對于各種上層用戶訪問，輔助用戶接口單元可以提供包括按鈕控制接口人機界面接口，外部IO控制接口，RS485接口、prof ibus接口多種接口。
[0019]另外一個主板CPU應(yīng)用于主控單元，主控單元功能為；通過RS485總線實現(xiàn)與變頻器通訊控制功能。與外設(shè)適配接口單元IO通訊實現(xiàn)對泵組的啟?？刂坪蜖顟B(tài)反饋功能，夕卜設(shè)適配接口單元為現(xiàn)場應(yīng)用單元，可以根據(jù)不同泵種的應(yīng)用和安裝空間靈活設(shè)計。該主控單元包括CPU、RS485串口通信電路、掉電存儲的EEPROM和RTC實時時鐘電路。
[0020]本實施例中兩個CPU都采用C8051F040，兩個CPU之間通過串行外設(shè)總線通信，實現(xiàn)雙CPU之間的數(shù)據(jù)交互。
[0021]主控單元硬件上也是由單獨的CPU控制，主控CPU內(nèi)部編程采用很多獨立的程序模塊，分為變頻通訊模塊，水流檢測模塊，氮氣吹掃測量模塊，溫度保護模塊，IO繼電控制模塊，水閥控制模塊，氣閥控制模塊等等，根據(jù)控制對象(泵種)的不同調(diào)用不同的模塊。此模塊在不同泵種的硬件是相同的，而在軟件上根據(jù)泵種不同而選擇性配置的。硬件上可以由單獨的工程師設(shè)計，而軟件上由不同的程序員編寫(根據(jù)泵種的不同)。
[0022]外設(shè)適配接口單元為純硬件單元，根據(jù)泵種的不同而采用不同的繼電器，光耦隔離等。此模塊的開發(fā)應(yīng)由不同泵種的硬件工程師進行開發(fā)。如圖2所示，外設(shè)適配接口單元包括輸入光電隔離電路、輸出光電隔離電路、電流驅(qū)動電路和繼電輸出電路；輸入電隔離電路的輸入端與外部的開關(guān)量反饋信號裝置連接，輸出端與主控單元的CPU連接；輸出光電隔離電路的輸入端與主控單元的CPU連接，輸出端與電流驅(qū)動電路的輸入端連接，電流驅(qū)動電路的輸出端與繼電輸出電路的輸入端連接，繼電輸出電路的輸出端連接外部執(zhí)行器件(例如交流接觸器，繼電器，變頻器運行控制端等開關(guān)量控制器)。光電隔離電路在本系統(tǒng)中能夠外部系統(tǒng)的電源與主電路板電源實現(xiàn)電氣隔離避免了因為外部系統(tǒng)電源的損壞照成控制電路板的損壞。
[0023]本系統(tǒng)的工作原理如下:
[0024]1.通過輔助用戶接口單元的配置(手控盒IO現(xiàn)場總線等等)，選擇具體的泵種型號。
[0025]2.由于泵種和型號已經(jīng)確定，主控制單元所調(diào)用的相應(yīng)的模塊程序并執(zhí)行。
[0026]3.通過主控單元連接的底板調(diào)用外設(shè)適配接口單元的繼電輸出模塊，通過繼電輸出電路控制泵。
【權(quán)利要求】
1.一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，其特征在于:主控單元與輔助接口單元、外設(shè)適配接口單元連接； 主控單元:根據(jù)來自輔助接口單元的指令對干泵進行控制，并輸出控制命令至外設(shè)適配接口單元，同時將外設(shè)適配接口單元的干泵反饋信息輸出至輔助接口單元； 輔助接口單元:接收外部輸入指令并顯示干泵運行狀態(tài)，通過多種接口與上位機通信； 外設(shè)適配接口單元:用于適配各種泵種，功能是將干泵的反饋信息反饋至主控單元并將主控單元的控制命令發(fā)送至干泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述主控單元包括:第一主控芯片與串口通信電路、掉電存儲電路、實時時鐘電路連接；第一主控芯片與外設(shè)適配接口單元、輔助接口單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述輔助接口單元包括:第二主控芯片與人機界面、本地前面板以及指示燈、遠程RS485接口、遠程IO控制接口、PR0FIBUS現(xiàn)場總線單元連接；第二 CPU與第一主控芯片通過串行外設(shè)接口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干泵統(tǒng)一電氣控制平臺系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)為雙CPU架構(gòu)。
【文檔編號】F04B49/06GK103899523SQ201210589931
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】張軍, 李良進, 郭麗娟, 張寧, 王光玉 申請人:中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器股份有限公司