基于windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]Microsoft Windows CE(WinCE)是一個(gè)開(kāi)放的、可裁剪的、32位的實(shí)時(shí)嵌入式窗口操作系統(tǒng)，是微軟專(zhuān)門(mén)為小型信息設(shè)備、移動(dòng)平臺(tái)、嵌入式應(yīng)用等設(shè)計(jì)的嵌入式模塊型操作系統(tǒng)。ARM處理器是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(Reduced Instruct1n Set Computer, RISC)體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。WinCE操作系統(tǒng)和ARM的結(jié)合，提供了具有伸縮性、可裁減的、統(tǒng)一的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)，可靠性好、實(shí)時(shí)性高，成為小型工業(yè)控制系統(tǒng)的一種合理有效的設(shè)計(jì)方案。
[0003]單泵分配系統(tǒng)可用于對(duì)液體進(jìn)行控制，是能實(shí)現(xiàn)液體注液和精確分配液體的自動(dòng)化設(shè)備。液體注液模式可用于中壓液相色譜儀的自動(dòng)進(jìn)樣，即進(jìn)樣器裝置，可定量地將分析試樣送人色譜柱。分配模式可保存多種配方，并具有回吸功能，可用于醫(yī)療和化學(xué)試劑的精確分配，以及點(diǎn)膠機(jī)和點(diǎn)液機(jī)等設(shè)備的液體分配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)在Windows CE操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)伺服電機(jī)的速度控制，實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵的流量控制。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其包括:觸摸屏用于設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號(hào)的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值;ARM控制板和計(jì)算機(jī)之間采用串口進(jìn)行通信。
[0006]進(jìn)一步地，所述的運(yùn)行參數(shù)，包括流速、運(yùn)行時(shí)間、沖程和伺服電機(jī)方向。
[0007]進(jìn)一步地，所述的ARM控制板控制PWM端口 GPBO的通斷狀態(tài)，伺服電路通過(guò)高速輸出口 GPBO的通斷狀態(tài)控制發(fā)光二極管的狀態(tài)，伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路通過(guò)光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)和頻率。
[0008]進(jìn)一步地，所述的伺服電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，形成閉環(huán)控制。
[0009]進(jìn)一步地，所述的伺服電機(jī)采用200W無(wú)刷直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)器MCAC506，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000。
[0010]進(jìn)一步地，所述的壓力傳感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型壓力變送器，最大檢測(cè)壓力25bar，輸出電流為4?20mA，供電電壓為10?30V。
[0011]進(jìn)一步地,所述的串口通信方式采用Modbus命令進(jìn)行處理。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試顯示，流量精度可達(dá)1%。同時(shí)，ARM豐富的圖形界面、高速的網(wǎng)絡(luò)通信、狀態(tài)的實(shí)時(shí)性獲取為液體注液和分配系統(tǒng)的控制提供了廣闊的應(yīng)用空間與發(fā)展前景。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)硬件原理圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的應(yīng)用程序軟件框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施進(jìn)行闡述。
[0017]本發(fā)明一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的控制，ARM控制板控制P麗端口 GPBO的通斷狀態(tài)，伺服電路通過(guò)高速輸出口GPBO的通斷狀態(tài)控制發(fā)光二極管的狀態(tài)，伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路通過(guò)光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)和頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)速度的控制。同時(shí)，伺服電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，形成閉環(huán)控制，精確地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位。
[0018]本系統(tǒng)伺服電機(jī)采用200W無(wú)刷直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)器MCAC506，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000。壓力傳感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型壓力變送器，最大檢測(cè)壓力25bar，輸出電流為4?20mA，供電電壓為10?30V，本系統(tǒng)使用24V電源供電，并串聯(lián)150Ω電阻，控制器采樣該電阻兩端電壓(0.6?3V)，并將之轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的壓力值顯示在界面中。系統(tǒng)硬件原理圖如圖2所示。
[0019]設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)和硬件交互的途徑，是連接硬件與操作系統(tǒng)之間的橋梁。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以使某個(gè)硬件響應(yīng)一組定義很好的接口，同時(shí)完全隱藏設(shè)備工作的相關(guān)細(xì)節(jié)，其作用是實(shí)現(xiàn)這組接口的功能函數(shù)，并將這些接口的實(shí)現(xiàn)映射到具體硬件的某項(xiàng)操作上。
[0020]本系統(tǒng)通過(guò)函數(shù)setrunphasedataO設(shè)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序,并利用定時(shí)器精確控制伺服電機(jī)脈沖數(shù)，每10ms讀取一次AD值，當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)置的值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。該系統(tǒng)有Dispense即分配的功能，通過(guò)設(shè)置觸摸屏界面相關(guān)參數(shù)，并把這些參數(shù)存儲(chǔ)在全局變量d-setting中，當(dāng)定時(shí)器掃描到分配控制指令時(shí)，調(diào)用該參數(shù)，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。同時(shí)系統(tǒng)有三種通信方式，即常用的COM串口、USB虛擬串口和TCP/IP以太網(wǎng)口，三種通信方式的數(shù)據(jù)均采用Modbus命令進(jìn)行處理。應(yīng)用程序軟件框架圖如圖3所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于windows CE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:其包括:觸摸屏用于設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號(hào)的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值;ARM控制板和計(jì)算機(jī)之間采用串口進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的運(yùn)行參數(shù)，包括流速、運(yùn)行時(shí)間、沖程和伺服電機(jī)方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的ARM控制板控制PWM端口 GPBO的通斷狀態(tài)，伺服電路通過(guò)高速輸出口 GPBO的通斷狀態(tài)控制發(fā)光二極管的狀態(tài)，伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路通過(guò)光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)和頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，形成閉環(huán)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服電機(jī)采用200W無(wú)刷直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)器MCAC506，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力傳感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型壓力變送器，最大檢測(cè)壓力25bar，輸出電流為4?20mA，供電電壓為10?30V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的串口通信方式采用Modbus命令進(jìn)行處理。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于windowsCE操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計(jì)量泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：觸摸屏用于設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的啟動(dòng)、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號(hào)的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值；ARM控制板和計(jì)算機(jī)之間采用串口進(jìn)行通信。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試顯示，流量精度可達(dá)1%。同時(shí)，ARM豐富的圖形界面、高速的網(wǎng)絡(luò)通信、狀態(tài)的實(shí)時(shí)性獲取為液體注液和分配系統(tǒng)的控制提供了廣闊的應(yīng)用空間與發(fā)展前景。
【IPC分類(lèi)】G05B19-418
【公開(kāi)號(hào)】CN104750044
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310743755
【發(fā)明人】張震
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日