基于windows CE操作系統(tǒng)的遠程計量泵系統(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)的遠程計量栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]Microsoft Windows CE(WinCE)是一個開放的、可裁剪的、32位的實時嵌入式窗口操作系統(tǒng)，是微軟專門為小型信息設(shè)備、移動平臺、嵌入式應(yīng)用等設(shè)計的嵌入式模塊型操作系統(tǒng)。ARM處理器是基于精簡指令集計算機(Reduced Instruct1n Set Computer, RISC)體系結(jié)構(gòu)的計算機系統(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，可靠性好、實時性高，成為小型工業(yè)控制系統(tǒng)的一種合理有效的設(shè)計方案。
[0003]單泵分配系統(tǒng)可用于對液體進行控制，是能實現(xiàn)液體注液和精確分配液體的自動化設(shè)備。液體注液模式可用于中壓液相色譜儀的自動進樣，即進樣器裝置，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，以及點膠機和點液機等設(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)的遠程計量泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)在Windows CE操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過伺服電機的速度控制，實現(xiàn)計量泵的流量控制。
[0005]實現(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)的遠程計量泵系統(tǒng)，其包括:觸摸屏用于設(shè)置運行參數(shù)，并通過ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過伺服驅(qū)動器控制伺服電機的啟動、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值;ARM控制板和計算機之間采用串口進行通信。
[0006]進一步地，所述的運行參數(shù)，包括流速、運行時間、沖程和伺服電機方向。
[0007]進一步地，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)動器內(nèi)部電路通過光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號的個數(shù)和頻率。
[0008]進一步地，所述的伺服電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度，形成閉環(huán)控制。
[0009]進一步地，所述的伺服電機采用200W無刷直流電機，驅(qū)動器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動器MCAC506，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000。
[0010]進一步地，所述的壓力傳感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型壓力變送器，最大檢測壓力25bar，輸出電流為4?20mA，供電電壓為10?30V。
[0011]進一步地,所述的串口通信方式采用Modbus命令進行處理。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:經(jīng)過實際測試顯示，流量精度可達1%。同時，ARM豐富的圖形界面、高速的網(wǎng)絡(luò)通信、狀態(tài)的實時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)合具體實施進行闡述。
[0017]本發(fā)明一種基于Windows CE操作系統(tǒng)的遠程計量泵系統(tǒng)，系統(tǒng)主要實現(xiàn)對電機轉(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)動器內(nèi)部電路通過光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號的個數(shù)和頻率從而實現(xiàn)對伺服電機速度的控制。同時，伺服電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度，形成閉環(huán)控制，精確地控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位。
[0018]本系統(tǒng)伺服電機采用200W無刷直流電機，驅(qū)動器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動器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)動程序可以使某個硬件響應(yīng)一組定義很好的接口，同時完全隱藏設(shè)備工作的相關(guān)細節(jié)，其作用是實現(xiàn)這組接口的功能函數(shù)，并將這些接口的實現(xiàn)映射到具體硬件的某項操作上。
[0020]本系統(tǒng)通過函數(shù)setrunphasedataO設(shè)置電機驅(qū)動時序,并利用定時器精確控制伺服電機脈沖數(shù)，每10ms讀取一次AD值，當超過預(yù)先設(shè)置的值時，系統(tǒng)進行報警。該系統(tǒng)有Dispense即分配的功能，通過設(shè)置觸摸屏界面相關(guān)參數(shù)，并把這些參數(shù)存儲在全局變量d-setting中，當定時器掃描到分配控制指令時，調(diào)用該參數(shù)，并驅(qū)動電機，實現(xiàn)相應(yīng)功能。同時系統(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命令進行處理。應(yīng)用程序軟件框架圖如圖3所示。
【主權(quán)項】
1.一種基于windows CE操作系統(tǒng)的遠程計量泵系統(tǒng)，其特征在于:其包括:觸摸屏用于設(shè)置運行參數(shù)，并通過ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過伺服驅(qū)動器控制伺服電機的啟動、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值;ARM控制板和計算機之間采用串口進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程計量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的運行參數(shù)，包括流速、運行時間、沖程和伺服電機方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程計量泵系統(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)動器內(nèi)部電路通過光電三極管的通斷狀態(tài)獲取脈沖信號的個數(shù)和頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程計量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度，形成閉環(huán)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程計量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服電機采用200W無刷直流電機，驅(qū)動器為全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動器MCAC506，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程計量泵系統(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所述的遠程計量泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的串口通信方式采用Modbus命令進行處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于windowsCE操作系統(tǒng)的遠程計量泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：觸摸屏用于設(shè)置運行參數(shù)，并通過ARM控制板發(fā)出控制指令，控制指令經(jīng)過伺服驅(qū)動器控制伺服電機的啟動、暫停和停止；ARM控制板用于控制信號的處理和收發(fā)；壓力傳感器用于獲取輸液管道的壓力值；ARM控制板和計算機之間采用串口進行通信。本發(fā)明的優(yōu)點在于：經(jīng)過實際測試顯示，流量精度可達1%。同時，ARM豐富的圖形界面、高速的網(wǎng)絡(luò)通信、狀態(tài)的實時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】G05B19-418
【公開號】CN104750044
【申請?zhí)枴緾N201310743755
【發(fā)明人】張震
【申請人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日