CN103984277B - 全数字化制氧机监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种全数字化制氧机监测控制系统，包括：压力检测装置，所述压力检测装置与所述制氧机相连，用于检测所述制氧机的系统压力信号；温度检测装置，所述温度检测装置的探头伸入至所述制氧机的内部，用于检测所述制氧机的机内运行温度信号；控制器，所述控制器与所述压力检测装置和所述温度检测装置相连，用于设置时间中断源和AD中断源；光电耦合隔离装置，所述光电耦合隔离装置与所述控制器相连，用于对所述控制器与外界电路进行光电耦合隔离；显示装置，所述显示装置与所述控制器相连，用于显示数据算法处理后的压力数据、温度数据和时间数据；电源装置。本发明采用数字化控制，提高了生产效率。

Description

全数字化制氧机监测控制系统

技术领域

本发明涉及制氧机设备技术领域，特别涉及一种全数字化制氧机监测控制系统。

背景技术

医用分子筛制氧设备是以沸石分子筛为吸附剂，用变压吸附法(Pressure SwingAdsorption，PSA)在常温低压下以空气为原料，将空气中的氧气(约占21％)用物理的方法直接分离，从而产生高纯度的医用氧气，制取的氧气浓度为90％～96％，其特点是产氧快，安全，经济，方便，轻松取代过去的瓶装氧和化学制氧，得到了广泛应用。在保证了制氧机安全有效的运行，出氧迅速并达到医用标准的基础功能的同时，各个制氧机生产厂家也对其核心控制电路及运行监测系统不断的进行更新，以满足各方面对制氧机内部运行的了解和保证制氧机运行的可靠性。

但是，目前市场上的各类制氧机的监控措施中存在以下问题：

1)现有市场上的分子筛制氧机各个型号中对制氧机的控制和监控只涵盖部分监控功能，并不能实现全方位监控。

2)制氧机累计运行时间还在采用单独的电子计时器而非主控制板直接控制。

3)即使有相应的报警功能，但对于具体的机内运行参数也并不清楚，例如机内运行温度的时时数据、制氧机系统压力的时时数据、本次时间和累计时间及定时时间的数据显示。

4)依赖硬件调整制氧机运行参数的情况，由于电阻值随温度的漂移，势必会影响到制氧机持续高浓度的制氧能力。

综上，目前这些制氧机包含的部分功能并不能满足目前市场的需要以及对制氧机和使用者的维护和保护，让使用者对制氧机没有一个全方位的了解，制氧机的安全性以及使用者的安全性也没有一个有效清晰的保证，同时对维修人员的故障判断没有一个明确的指引，使得制氧机维护及维修的时间有所拉长。并且，现有的分子筛制氧机所含有的功能不够全面，且报警功能还只停留在声、光报警的层面，不能数字化直观的给用户以显示制氧机内部的相关报警信息以及数字化调节参数。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种全数字化制氧机监测控制系统，包括：压力检测装置，所述压力检测装置与所述制氧机相连，用于检测所述制氧机的系统压力信号；温度检测装置，所述温度检测装置的探头伸入至所述制氧机内部，用于检测所述制氧机的机内运行温度信号；控制器，所述控制器与所述压力检测装置和所述温度检测装置相连，用于设置时间中断源和AD中断源，其中，所述AD中断源接收来自所述压力检测装置的系统压力信号，并将所述系统压力信号转换为对应的压力数据，设置所述制氧机的压力控制系统切换电磁阀的压力切换点，当所述压力数据达到所述压力切换点时对所述电磁阀进行通道交替，所述时间中断源用于对均压时间、本次运行时间、定时时间和累计运行时间进行累加并且对压力数据中的切换压力参数进行数据处理，每隔预设时长接收所述温度检测装置的温度信号，并在判断达到对应的预设条件后，分别执行按键处理、温度处理和EEPROM处理功能，对获取的压力数据、温度数据和时间数据采用对应的数据算法进行处理，其中，所述时间数据包括：所述本次运行时间、累计运行时间、定时时间和均压时间；光电耦合隔离装置，所述光电耦合隔离装置与所述控制器相连，用于对所述控制器与外界电路进行光电耦合隔离；显示装置，所述显示装置与所述控制器相连，用于显示数据算法处理后的压力数据、温度数据和时间数据；电源装置，所述电源装置分别与所述压力检测装置、温度检测装置、控制器、光电耦合隔离装置和显示装置相连，用于向所述压力检测装置、温度检测装置、控制器、光电耦合隔离装置和显示装置提供工作电压。

在本发明的一个实施例中，所述控制器设置的AD中断源还用于设置压力上限报警点和压力下限报警点，其中，当所述AD中断源将所述压力信号进行模拟-数字转换以获取对应的压力数据，并将所述压力数据与所述压力下限报警点进行比较，当所述压力数据达到所述压力下限报警点时，发出报警信号，否则判断所述压力数据是否达到所述压力上限报警点，如果是则报警停机。

在本发明的又一个实施例中，所述控制器设置的时间中断源在检测到选择界面按键、上调按键或下调按键被按下后，则判断达到触发按键处理的标志位，执行对应按键的按键处理流程以获取时间数据。

在本发明的一个实施例中，所述控制器设置的时间中断源执行温度处理功能，包括：检测所述温度检测装置的温度I/O接口线，在判断所述温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，执行温度转换操作，并在温度转换操作完成且再次判断所述温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，从所述温度I/O接口线读取温度数据，并将所述温度数据与预设温度阈值进行比较，当所述温度数据大于所述预设温度阈值时，进行停机报警。

在本发明的再一个实施例中，所述控制器设置的时间中断源执行EEPROM处理功能，包括：对EEPROM存储器存储的所有数据分配连续的空间，累加所述EEPROM存储器的寄存器进行间接寻址累加，其中，所述EEPROM存储器位于所述控制器内。

在本发明的一个实施例中，所述控制器设置的时间中断源对所述压力数据进行数据算法处理，包括：将所述压力数据由16进制转换为10进制；所述控制器设置的时间中断源对所述温度数据进行数据算法处理，包括：将所述温度数据与预设系数相乘计算得到所述制氧机内部运行的实际温度值；所述控制器设置的时间中断源对所述时间数据进行数据算法处理，包括：将所述时间数据以预设倍数进行整数减法。

在本发明的又一个实施例中，所述光电耦合隔离装置包括：第一光电耦合隔离单元，包括：继电器；第一二极管，所述第一二极管与所述继电器并联且所述第一二极管的正极接地；第一三极管，所述第一三极管的集电极连接至所述第一二极管的负极，所述第一三极管的基极与第一电阻的一端相连，第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的发射极相连；第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的受光器与所述第一电阻的另一端相连，所述第一光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连；第二光电耦合隔离单元，包括：第一发光二极管、第一电磁阀和第二二极管，所述第一发光二极管、第一电磁阀和第二二极管相互并联，所述第二二极管的正极接地；第二三极管，所述第二三极管的集电极连接至所述第二二极管的负极，所述第二三极管的基极与第三电阻的一端相连，第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二三极管的发射极相连；第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的受光器与所述第三电阻的另一端相连，所述第二光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连；第三光电耦合隔离单元，包括：第二发光二极管、第二电磁阀和第三二极管，所述第二发光二极管、第二电磁阀和第三二极管相互并联，所述第三二极管的正极接地；第三三极管，所述第三三极管的集电极连接至所述第三二极管的负极，所述第三三极管的基极与第五电阻的一端相连，第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第三三极管的发射极相连；第三光电耦合器，所述第三光电耦合器的受光器与所述第五电阻的另一端相连，所述第三光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连。

在本发明的再一个实施例中，所述压力数据包括：所述制氧机的系统运行压力值和切换压力值；所述温度数据包括：所述制氧机内部运行温度值；所述时间数据包括：所述制氧机的本次运行时间、累计运行时间、定时时间和均压时间。

在本发明的一个实施例中，所述显示装置为LCD液晶显示屏。

根据本发明实施例的全数字化制氧机监测控制系统，具有多项报警功能，保证使用者的使用安全性、便捷性和舒适性，同时增加制氧机本身的安全性，提高维护人员对整机维护的效率。同时将其中系统压力、机内运行温度、制氧机本次运行时间、制氧机累计运行时间、制氧机定时时间和制氧机调试参数全部数字化显示在外部液晶屏上，使用户使用起来直观放心、维修人员对制氧机维护起来更加方便快捷。并且，本发明采用数字化控制将该调节方式转化成压力数字，压力精度达到0.002Mpa，均压时间精度达到0.01秒，只需要改变两个参数的数字，就能达到调试机器的目的，提高了生产效率，其中生产效率提高了近1倍，氧气回收率明显提高，并且整机氧浓度最少提高1％。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的全数字化制氧机监测控制系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的压力检测装置的电路图；

图3为根据本发明实施例的温度检测装置的电路图；

图4为根据本发明实施例的控制器的电路图；

图5为根据本发明实施例的控制器的工作流程图；

图6(a)至图6(c)为根据本发明实施例的光电隔离装置的电路图；

图7(a)和图7(b)为根据本发明实施例的电源装置的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例提供的全数字化制氧机监测控制系统10，包括：压力检测装置1、温度检测装置2、控制器3、光电耦合隔离装置4、显示装置5和电源装置6。该全数字化制氧机监测控制系统10可以用于制氧机全数字化显示及控制和监测。

具体来说，压力检测装置1与制氧机20相连，用于检测制氧机20的系统压力信号。如图2所示，压力检测装置的4个检测端P1～P4，P1检测端接地，P3检测端接发光二极管LED4，P2和P4检测端与运算放大器相连，压力检测装置1的气路入口与制氧机20相连，检测制氧机20的系统压力信号。上述系统压力信号通过一系列运输放大器和比较器后输出至控制器3。

温度检测装置2的探头伸入至制氧机20的内部，即探头暴露在制氧机20内，从而可以检测制氧机20的机内运行温度信号。如图3所示，温度检测装置2采用型号为DS18B20的温度传感器。数据口DQ与控制器3相连，将检测到的温度信号发送至控制器3。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，控制器3可以选用型号为PIC16F687的控制芯片。该控制芯片采用RISC结构，只有35条精简指令，Haryard双总线结构和双向的I/O口都保证了该芯片具有较强的抗干扰能力。此外，该控制芯片的其他参数如下：内部闪存为2K、EEPROM存储器有256字节、I/O口有18个、10位A/D通道有12个，该配置完全满足现有所要完成的功能和程序存储。

参考图2至图4，控制器3与压力检测装置1和温度检测装置2相连，其中，控制器3的RC1端与压力检测装置1的输出端相连以接收系统压力信号，控制器3的RC0端与温度检测装置2的数据口DQ端以接收温度信号。

因为本发明要对制氧机20运行的本次运行时间、累计运行时间和定时时间做监控并显示，同时要对制氧机20的运行压力做到时时检测并报警和显示，所述控制器3设置时间中断源和AD中断源，将以时间中断的处理和AD中断的处理作为基础和核心，并以时间中断作为高优先级处理。因此，控制器在程序处理时对优先判断到的中断人为标记为高优先级。

下面分别对AD中断源和时间中断源的功能进行描述。

AD中断源可以接收来自压力检测装置1的系统压力信号，并将系统压力信号转换为对应的压力数据，设置制氧机20的压力控制系统切换电磁阀的压力切换点。当压力数据达到上述设置的压力切换点时，对电磁阀进行通道交替。

进一步，AD中断源还用于设置压力上限报警点和压力下限报警点。其中，当AD中断源将压力信号进行模拟-数字(AD)转换以获取对应的压力数据，并将压力数据与压力下限报警点进行比较。当压力数据达到压力下限报警点时，发出报警信号，否则判断压力数据是否达到压力上限报警点。如果是则报警停机。

时间中断源用于对均压时间、本次运行时间、定时时间和累计运行时间进行累加并且对压力数据中的切换压力参数进行数据处理，并且每隔预设时长接收温度检测装置2的温度信号，在判断达到对应的预设条件后，分别执行按键处理、温度处理和EEPROM处理功能，对获取的压力数据、温度数据和时间数据采用对应的数据进行处理。

图5为根据本发明实施例的控制器的工作流程图。

步骤S501，初始化之后进入主循环。

进入主循环后，同时打开时间中断和AD中断两个中断源，并等待触发信号。

步骤S502，判断是否中断1，如果是，则执行步骤S503，否则返回步骤S501。

其中，中断1为时间中断源，设置为高优先级处理。

步骤S503，累计运行时间。

每隔0.01秒触发时间中断，进入时间中断处理程序后对时间进行累加并计入到累计运行时间同时作为切换时间参数的最小单位。并且每隔1分钟对本次运行时间或者定时时间进行累加并对温度数据进行刷新，由温度传感器DS18B20提供一总线式温度信号传递。

步骤S504，时间中断源判断是否按下按键，如果是，则执行步骤S505，否则执行步骤S506。

步骤S505，执行按键处理功能，然后执行步骤S506。

本功能一共涉及到3个按键处理，分别为：K5(选择界面按键)，由CPU的3脚控制；K4(上调按键)，由CPU的2脚控制；K3(下调按键)，由CPU的14脚控制。

进入时间中断后，对三个按键操作经行访问：

当K5按键被按下后，先进行去抖判断5次，确定按键状态正常后，对自定义寄存器jicunqi1进行赋值，每按一次，寄存器jicunqi1依次被赋值0——1——3，之后再按K5赋值转回0并循环，而0、1、3分别表示3个显示界面，0是初始界面，1是切换压力参数界面，箭头会指向切换压力参数，3是均压时间参数界面，箭头会指向均压时间参数。

当K4按键被按下后，先进行去抖判断5次，确定按键状态正常后，再确定目前程序处于哪个界面，即对寄存器jicunqi1内数据进行判定，当寄存器jicunqi1内为0，即在初始界面时，显示装置5第三行显示本次运行时间将转入定时时间，同时定时时间增加为10分钟，最大可以定时40小时；当寄存器jicunqi1内为1，即在切换压力参数界面，切换压力值将增加0.002Mpa；当寄存器jicunqi1内为3，即在均压时间参数界面，均压时间值将增加0.01s。

当K3按键被按下后，先进行去抖判断5次，确定按键状态正常后，再确定目前程序处于哪个界面，即对寄存器jicunqi1内数据进行判定，当寄存器jicunqi1内为0，如果目前已经有定时时间了，则定时时间减少10分钟，如果不足10分钟，则全部减完并停机，如果目前没有定时时间，则点亮显示装置5背光，机器照常运行；当寄存器jicunqi1内为1，即在切换压力参数界面，切换压力值将减少0.002Mpa；当寄存器jicunqi1内为3，即在均压时间参数界面，均压时间将减少0.01s。

综上，时间中断源在检测到选择界面按键、上调按键或下调按键被按下后，判断达到触发按键处理的标志位，执行对应按键的按键处理流程以获取时间数据。

步骤S506，时间中断源判断标志位a6是否达到设定值，如果是，则执行步骤S507，否则执行步骤S508。

步骤S507，执行温度处理功能，然后执行步骤S508。

开机时先读取一次温度，避免温度显示有延迟。开机后，时间中断开始运行，累计运行时间标记位进行累加，当标记位a6累加到3ch十六进制数时，表示累加时间达到1分钟，即满足执行温度处理的预设条件，则进入温度处理功能，同时累加计时刷新为0。

进入温度处理功能后，先对温度I/O口线进行判断，因为温度传感器DS18B20为用“一线总线”接口的温度传感器，其信号和电源复合在一起，全凭单口线时序来进行信号传递，所以其访问协议顺序包括：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令、执行/数据，协议包括了以下信号类型：复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0、读1。当对温度I/O口判断发出了复位脉冲，并接收到了存在脉冲后，则执行SKIP ROM指令和CONVERT T指令开始进行温度转换操作，经过500ms左右的转换时间后，再次进行复位脉冲和存在脉冲的确认，之后执行SKIP ROM指令和READ SCRATCHPAD指令对温度数据经行读取，读取出的数据和预设温度阈值32h进行对比，超过预设温度阈值则进行停机报警。

综上，时间中断源执行温度处理功能，包括：检测温度检测装置的温度I/O接口线，在判断温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，执行温度转换操作，并在温度转换操作完成且再次判断温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，从温度I/O接口线读取温度数据，并将温度数据与预设温度阈值进行比较，当温度数据大于预设温度阈值时，进行停机报警。

步骤S508，时间中断源判断标志位a7是否达到设定值，如果是，则执行步骤S509，否则执行步骤S510。

步骤S509，执行EEPROM功能，然后执行步骤S510。

时间中断源执行EEPROM处理功能，包括：对EEPROM存储器存储的所有数据分配连续的空间，累加EEPROM存储器的寄存器进行间接寻址累加。需要说明的是，EEPROM存储器位于控制器3内。

具体来说，每次进入时间中断时，判断记忆功能触发条件是否满足，a7累加计时是否达到05h，表示是否达到5分钟，如果达到则判断满足执行EEPROM功能的预设条件，转入记忆程序。此外，在调试界面时的按键是否被按下，如果被按下也转入记忆程序。

EEPROM一共要记忆9个数据，包括累计运行时间和调试参数。进入记忆功能后，给9个数据分配连续的9个空间，累加寄存器进行间接寻址累加，从第一个数a1开始写入EEPROM，表示累计运行时间万位数据，开启EEPROM的寄存器EECON1的允许写入位开始写数据，然后循环判断EECON1的写操作完成位是否被清0，CPU写操作完成会自动清0写操作完成位，若完成，则寻址下一个数据进行写入。

步骤S510，数据算法处理。

时间中断源对获取的压力数据、温度数据和时间数据采用对应的数据进行处理，分别如下所述：

(1)压力数据

时间中断源对压力数据进行数据算法处理，包括：将压力数据由16进制转换为10进制。由于压力数据是将电信号经过模数转换(AD)得到的，均为16进制数据，其参考电压为5V，分辨率为256，要转换为10进制数据需要进行如下运算：压力数据*5/256，该运算得到了整数位，小数位经过10倍放大，依据此运算也可得到。例如，压力数据包括制氧机20的系统运行压力值和切换压力值。

(2)温度数据

时间中断源对温度数据进行数据算法处理，包括：将温度数据与预设系数相乘计算得到制氧机内部运行的实际温度值。例如，温度数据包括制氧机20内部运行温度值。

由于温度数据转换后储存在温度传感器DS18B20的两个8比特的随机存取存储RAM中，本发明选择的是12位温度分辨率，其可分辨的精度达到0.0625摄氏度，而要转换已经锁存的12位数据，只要将该数值乘以预设系数0.0625则可得到实际温度。

(3)时间数据

时间中断源对时间数据进行数据算法处理，包括：将时间数据以预设倍数进行整数减法。例如，时间数据包括：制氧机20的本次运行时间、累计运行时间、定时时间和均压时间。

由于均压时间和定时时间在程序中都是以16进制数据出现的，为了显示需要，将两个数据运用同样的原理处理，即用相同的预设倍数进行整数减法，依次得到每个位的数据。

步骤S511，显示处理，然后返回步骤S501。

步骤S512，判断是否中断2，如果是，则执行步骤S513，否则返回步骤S501。

其中，中断2为AD中断源。气体通过压力检测装置1实时向控制器3传输制氧机20的系统压力信号，AD中断源打开后，接收上述系统压力信号并对其进行模拟-数字(AD)转换生成压力数据。

步骤S513，AD中断源进行数据处理。

AD中断源设置制氧机20的压力控制系统切换电磁阀的压力切换点、压力上限报警点和压力下限报警点。当压力数据达到上述设置的压力切换点时，对电磁阀进行通道交替。

步骤S514，AD中断源判断是否达到下限报警，如果是，则执行步骤S515，否则执行步骤S516。

步骤S515，报警，然后返回步骤S501。

步骤S516，AD中断源判断是否达到上限报警，如果是，则执行步骤S517，否则返回步骤S501。

步骤S517，报警停机。

在本发明的一个实施例中，步骤S502和步骤S512同时执行。

光电耦合装置4与控制器3相连，用于对控制器3与外界电路进行光电耦合隔离。具体来说，光电耦合会装置4包括第一至第三光电耦合隔离单元。

如图6(a)所示，第一光电耦合隔离单元包括继电器J、第一二极管VD9、第一三极管VT1和第一光电耦合器OPT1。其中，继电器J选用型号为SZ-S-112DC的继电器。第一二极管VD9与继电器J并联，并且第一二极管VD9的正极接地。第一三极管VT1的集电极连接至第一二极管VD9的负极，第一三极管VT1的基极与第一电阻R15的一端相连，第二电阻R14的一端与第一电阻R15的另一端相连，第二电阻R14的另一端与第一三极管VT1的发射极相连。第一光电耦合器OPT1的受光器与第一电阻R15的另一端相连，第一光电耦合器OPT1的发光源通过限流电阻与控制器3的RC5端相连。

如图6(b)所示，第二光电耦合隔离单元包括：第一发光二极管LED2、第一电磁阀A和第二二极管VD10、第二三极管VT2和第二光电耦合器OPT2。其中，第一发光二极管LED2、第一电磁阀A和第二二极管VD10相互并联，第二二极管VD10的正极接地。第二三极管VT2的集电极连接至第二二极管VD10的负极，第二三极管VT2的基极与第三电阻R11的一端相连，第四电阻R10的一端与第三电阻R11的另一端相连，第四电阻R10的另一端与第二三极管VT2的发射极相连。第二光电耦合器OPT2的受光器与第三电阻R11的另一端相连，第二光电耦合器OPT2的发光源通过限流电阻与控制器3的RC3端相连。

如图6(c)所示，第三光电耦合隔离单元包括：第二发光二极管LED3、第二电磁阀B和第三二极管VD11、第三三极管VT3、第三光电耦合器OPT3。其中，第二发光二极管LED3、第二电磁阀B和第三二极管VD11相互并联，第三二极管VD11的正极接地。第三三极管VT3的集电极连接至第三二极管VD11的负极，第三三极管VT3的基极与第五电阻R13的一端相连，第六电阻R12的一端与第五电阻R13的另一端相连，第六电阻R12的另一端与第三三极管VT3的发射极相连。第三光电耦合器OPT3的受光器与第五电阻R13的另一端相连，第三光电耦合器OPT3的发光源通过限流电阻与控制器3的RC4端相连。

在本发明的一个实施例中，第一至第三光电耦合器采用型号为P521-1的光电耦合器。第一至第三二极管采用型号为IN4007的二极管。

由此，电路部分采用光电耦合器隔离系统，将控制部分和执行部分完全隔离、没有信号干扰，并能稳定的提供12V直流电压，外接氧浓度传感器做浓度指示。

为了保证上述器件的正常工作，电源装置6需要向其提供工作电压。电源装置6分别与压力检测装置1、温度检测装置2、控制器3、光电耦合隔离装置4和显示装置5相连，用于向压力检测装置1、温度检测装置2、控制器3、光电耦合隔离装置4和显示装置5提供+12V和+5V的工作电压。

图7(a)和图7(b)为根据本发明实施例的电源装置的电路图。

如图7(a)所示，220V交流电通过变压器T1-1，次级端输出15V交流电。15V交流电通过由四个二极管(VD1-VD4)组成整流桥，15V交流电被整流桥转换为直流电。直流电通过并联的电解电容C7和电容C8输入至三端稳压集成器(型号LM7812)的输入端Vin，三端稳压集成器(型号LM7812)的输出端Vout输出稳压后的直流电，作为第一工作电压+12V。

如图7(b)所示，220V交流电通过变压器T1-2，次级端输出15V交流电。15V交流电通过由四个二极管(VD5-VD8)组成整流桥，15V交流电被整流桥转换为直流电。直流电通过并联的电解电容C1和电容C2输入至三端稳压集成器(型号LM7812)的输入端Vin，三端稳压集成器(型号LM7812)的输出端Vout输出稳压后的直流电，作为第一工作电压+12V。第一工作电压通过并联的电解电容C3和电容C4输入至三端稳压集成器(型号LM7805)的输入端Vin，三端稳压集成器(型号LM7805)的输出端Vout输出稳压后的直流电，作为第二工作电压+5V。

显示装置5与控制器3相连，用于显示数据算法处理后的压力数据、温度数据和时间数据。在本发明的一个实施例中，显示装置5可以为LCD液晶显示屏。

显示装置5的系统界面将普遍的声、光指示，转化成在128*64分辨率LCD上的数字显示，让制氧机系统运行压力的实时数据、制氧机20内部实时运行温度数据运行、制氧机运行时间和累计运行时间直接呈现在用户面前。对于用户和维护人员都起到了很好的提示预警作用，从而将制氧机20调试过程数字化，制氧机运行透明化、很大程度提高了安全性、生产效率及实用性。因此，当制氧机运行压力显示异常、机内温度显示异常等不正常数据出现后，用户可提前预知不安全因素，确保使用安全。

由此，压力数据、温度数据和时间数据通过数据算法处理，全部发送至显示装置5。这样，不仅满足了市面上所有制氧机包含的报警功能，同时又达到了直观一目了然的目的。数字化参数调节不仅减少了以往员工在调试过程中需要测试多项压力、电压等数据的繁琐工作，提高了效率，同时液晶屏上监控的温度值和压力值让制氧机内部的安全隐患透明化。

根据本发明实施例的全数字化制氧机监测控制系统具有多项报警功能，保证使用者的使用安全性、便捷性和舒适性，同时增加制氧机本身的安全性，提高维护人员对整机维护的效率。同时将其中系统压力、机内运行温度、制氧机本次运行时间、制氧机累计运行时间、制氧机定时时间和制氧机调试参数全部数字化显示在外部液晶屏上，使用户使用起来直观放心、维修人员对制氧机维护起来更加方便快捷。

并且，本发明采用数字化控制将该调节方式转化成压力数字，压力精度达到0.002Mpa，均压时间精度达到0.01秒，只需要改变两个参数的数字，就能达到调试机器的目的，提高了生产效率，其中生产效率提高了近1倍，氧气回收率明显提高，并且整机氧浓度最少提高1％。

此外，本发明实施例的全数字化制氧机监测控制系统在集成有制氧机集各种实用功能的前提下，成本仍能保持在市场的平均水平，给客户以最大程度的需求满足。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (9)

1.一种全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，包括：

压力检测装置，所述压力检测装置与所述制氧机相连，用于检测所述制氧机的系统压力信号；

温度检测装置，所述温度检测装置的探头伸入至所述制氧机内部，用于检测所述制氧机的机内运行温度信号；

控制器，所述控制器与所述压力检测装置和所述温度检测装置相连，用于设置时间中断源和AD中断源，其中，

所述AD中断源接收来自所述压力检测装置的系统压力信号，并将所述系统压力信号转换为对应的压力数据，设置所述制氧机的压力控制系统切换电磁阀的压力切换点，当所述压力数据达到所述压力切换点时对所述电磁阀进行通道交替，

所述时间中断源用于对均压时间、本次运行时间、定时时间和累计运行时间进行累加并且对压力数据中的切换压力参数进行数据处理，每隔预设时长接收所述温度检测装置的温度信号，并在判断达到对应的预设条件后，分别执行按键处理、温度处理和EEPROM处理功能，对获取的压力数据、温度数据和时间数据采用对应的数据算法进行处理，其中，所述时间数据包括：所述本次运行时间、累计运行时间、定时时间和均压时间；

光电耦合隔离装置，所述光电耦合隔离装置与所述控制器相连，用于对所述控制器与外界电路进行光电耦合隔离；

显示装置，所述显示装置与所述控制器相连，用于显示数据算法处理后的压力数据、温度数据和时间数据；

电源装置，所述电源装置分别与所述压力检测装置、温度检测装置、控制器、光电耦合隔离装置和显示装置相连，用于向所述压力检测装置、温度检测装置、控制器、光电耦合隔离装置和显示装置提供工作电压。

2.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述控制器设置的AD中断源还用于设置压力上限报警点和压力下限报警点，其中，当所述AD中断源将所述压力信号进行模拟-数字转换以获取对应的压力数据，并将所述压力数据与所述压力下限报警点进行比较，当所述压力数据达到所述压力下限报警点时，发出报警信号，否则判断所述压力数据是否达到所述压力上限报警点，如果是则报警停机。

3.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述控制器设置的时间中断源在检测到选择界面按键、上调按键或下调按键被按下后，则判断达到触发按键处理的标志位，执行对应按键的按键处理流程以获取时间数据。

4.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述控制器设置的时间中断源执行温度处理功能，包括：检测所述温度检测装置的温度I/O接口线，在判断所述温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，执行温度转换操作，并在温度转换操作完成且再次判断所述温度I/O接口线发出复位脉冲且接收到存在脉冲后，从所述温度I/O接口线读取温度数据，并将所述温度数据与预设温度阈值进行比较，当所述温度数据大于所述预设温度阈值时，进行停机报警。

5.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述控制器设置的时间中断源执行EEPROM处理功能，包括：对EEPROM存储器存储的所有数据分配连续的空间，累加所述EEPROM存储器的寄存器进行间接寻址累加，其中，所述EEPROM存储器位于所述控制器内。

6.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，

所述控制器设置的时间中断源对所述压力数据进行数据算法处理，包括：将所述压力数据由16进制转换为10进制；

所述控制器设置的时间中断源对所述温度数据进行数据算法处理，包括：将所述温度数据与预设系数相乘计算得到所述制氧机内部运行的实际温度值；

所述控制器设置的时间中断源对所述时间数据进行数据算法处理，包括：将所述时间数据以预设倍数进行整数减法。

7.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述光电耦合隔离装置包括：

第一光电耦合隔离单元，包括：

继电器；

第一二极管，所述第一二极管与所述继电器并联且所述第一二极管的正极接地；

第一三极管，所述第一三极管的集电极连接至所述第一二极管的负极，所述第一三极管的基极与第一电阻的一端相连，第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的发射极相连；

第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的受光器与所述第一电阻的另一端相连，所述第一光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连；

第二光电耦合隔离单元，包括：

第一发光二极管、第一电磁阀和第二二极管，所述第一发光二极管、第一电磁阀和第二二极管相互并联，所述第二二极管的正极接地；

第二三极管，所述第二三极管的集电极连接至所述第二二极管的负极，所述第二三极管的基极与第三电阻的一端相连，第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二三极管的发射极相连；

第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的受光器与所述第三电阻的另一端相连，所述第二光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连；

第三光电耦合隔离单元，包括：

第二发光二极管、第二电磁阀和第三二极管，所述第二发光二极管、第二电磁阀和第三二极管相互并联，所述第三二极管的正极接地；

第三三极管，所述第三三极管的集电极连接至所述第三二极管的负极，所述第三三极管的基极与第五电阻的一端相连，第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第三三极管的发射极相连；

第三光电耦合器，所述第三光电耦合器的受光器与所述第五电阻的另一端相连，所述第三光电耦合器的发光源通过限流电阻与所述控制器相连。

8.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，

所述压力数据包括：所述制氧机的系统运行压力值和切换压力值；

所述温度数据包括：所述制氧机内部运行温度值；

所述时间数据包括：所述制氧机的本次运行时间、累计运行时间、定时时间和均压时间。

9.如权利要求1所述的全数字化制氧机监测控制系统，其特征在于，所述显示装置为LCD液晶显示屏。