CN104750044A - 基于windows CE操作系统的远程计量泵系统 - Google Patents

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张震
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Abstract

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种基于windowsCE操作系统的远程计量泵系统，该系统包括：触摸屏用于设置运行参数，并通过ARM控制板发出控制指令，控制指令经过伺服驱动器控制伺服电机的启动、暂停和停止；ARM控制板用于控制信号的处理和收发；压力传感器用于获取输液管道的压力值；ARM控制板和计算机之间采用串口进行通信。本发明的优点在于：经过实际测试显示，流量精度可达1%。同时，ARM丰富的图形界面、高速的网络通信、状态的实时性获取为液体注液和分配系统的控制提供了广阔的应用空间与发展前景。

Description

基于windows CE操作系统的远程计量泵系统
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种基于windows CE操作系统的远程计量泵系统。
背景技术
Microsoft Windows CE（WinCE）是一个开放的、可裁剪的、32位的实时嵌入式窗口操作系统，是微软专门为小型信息设备、移动平台、嵌入式应用等设计的嵌入式模块型操作系统。ARM处理器是基于精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）体系结构的计算机系统。WinCE操作系统和ARM的结合，提供了具有伸缩性、可裁减的、统一的嵌入式系统平台，可靠性好、实时性高，成为小型工业控制系统的一种合理有效的设计方案。
单泵分配系统可用于对液体进行控制，是能实现液体注液和精确分配液体的自动化设备。液体注液模式可用于中压液相色谱仪的自动进样，即进样器装置，可定量地将分析试样送人色谱柱。分配模式可保存多种配方，并具有回吸功能，可用于医疗和化学试剂的精确分配，以及点胶机和点液机等设备的液体分配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Windows CE操作系统的远程计量泵系统，该系统在Windows CE操作系统基础上，通过伺服电机的速度控制，实现计量泵的流量控制。
实现本发明目的的技术方案为：一种基于Windows CE操作系统的远程计量泵系统，其包括：触摸屏用于设置运行参数，并通过ARM控制板发出控制指令，控制指令经过伺服驱动器控制伺服电机的启动、暂停和停止；ARM控制板用于控制信号的处理和收发；压力传感器用于获取输液管道的压力值；ARM控制板和计算机之间采用串口进行通信。
进一步地，所述的运行参数，包括流速、运行时间、冲程和伺服电机方向。
进一步地，所述的ARM控制板控制PWM端口GPB0的通断状态，伺服电路通过高速输出口GPB0的通断状态控制发光二极管的状态，伺服驱动器内部电路通过光电三极管的通断状态获取脉冲信号的个数和频率。
进一步地，所述的伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，形成闭环控制。
进一步地，所述的伺服电机采用200W无刷直流电机，驱动器为全闭环交流伺服驱动器MCAC506，每转脉冲数为1000。
进一步地，所述的压力传感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型压力变送器，最大检测压力25bar，输出电流为4～20mA，供电电压为10～30V。
进一步地，所述的串口通信方式采用Modbus命令进行处理。
本发明的优点在于：经过实际测试显示，流量精度可达1%。同时，ARM丰富的图形界面、高速的网络通信、状态的实时性获取为液体注液和分配系统的控制提供了广阔的应用空间与发展前景。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图。
图2为本发明的系统硬件原理图。
图3为本发明的应用程序软件框图。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施进行阐述。
本发明一种基于Windows CE操作系统的远程计量泵系统，系统主要实现对电机转速和方向的控制，ARM控制板控制PWM端口GPB0的通断状态，伺服电路通过高速输出口GPB0的通断状态控制发光二极管的状态，伺服驱动器内部电路通过光电三极管的通断状态获取脉冲信号的个数和频率从而实现对伺服电机速度的控制。同时，伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，形成闭环控制，精确地控制电机的转动，从而实现精确的定位。
本系统伺服电机采用200W无刷直流电机，驱动器为全闭环交流伺服驱动器MCAC506，每转脉冲数为1000。压力传感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型压力变送器，最大检测压力25bar，输出电流为4～20mA，供电电压为10～30V，本系统使用24V电源供电，并串联150Ω电阻，控制器采样该电阻两端电压(0.6～3V)，并将之转化为对应的压力值显示在界面中。系统硬件原理图如图2所示。
设备驱动程序是操作系统和硬件交互的途径，是连接硬件与操作系统之间的桥梁。设备驱动程序可以使某个硬件响应一组定义很好的接口，同时完全隐藏设备工作的相关细节，其作用是实现这组接口的功能函数，并将这些接口的实现映射到具体硬件的某项操作上。
本系统通过函数setrunphasedata()设置电机驱动时序，并利用定时器精确控制伺服电机脉冲数，每100ms读取一次AD值，当超过预先设置的值时，系统进行报警。该系统有Dispense即分配的功能，通过设置触摸屏界面相关参数，并把这些参数存储在全局变量d-setting中，当定时器扫描到分配控制指令时，调用该参数，并驱动电机，实现相应功能。同时系统有三种通信方式，即常用的COM串口、USB虚拟串口和TCP/IP以太网口，三种通信方式的数据均采用Modbus命令进行处理。应用程序软件框架图如图3所示。

Claims (7)

1.一种基于windows CE操作系统的远程计量泵系统，其特征在于：其包括：触摸屏用于设置运行参数，并通过ARM控制板发出控制指令，控制指令经过伺服驱动器控制伺服电机的启动、暂停和停止；ARM控制板用于控制信号的处理和收发；压力传感器用于获取输液管道的压力值；ARM控制板和计算机之间采用串口进行通信。
2.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的运行参数，包括流速、运行时间、冲程和伺服电机方向。
3.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的ARM控制板控制PWM端口GPB0的通断状态，伺服电路通过高速输出口GPB0的通断状态控制发光二极管的状态，伺服驱动器内部电路通过光电三极管的通断状态获取脉冲信号的个数和频率。
4.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，形成闭环控制。
5.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的伺服电机采用200W无刷直流电机，驱动器为全闭环交流伺服驱动器MCAC506，每转脉冲数为1000。
6.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的压力传感器采用GEMS系列3100B0025G02B000型压力变送器，最大检测压力25bar，输出电流为4～20mA，供电电压为10～30V。
7.根据权利要求1所述的远程计量泵系统，其特征在于：所述的串口通信方式采用Modbus命令进行处理。
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