专利名称：应用于cng加气机的全自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种应用于CNG加气机的全自动控制系统。
背景技术：
在现有的CNG终端设备上，CNG加气机是一个关键设备。随着我国CNG产业的不断发展，以及用于CNG的汽车和相关设备的不断地增加，这对CNG加气机的技术要求也就越高，针对目前广泛采用的加气机控制系统，大都以满足基本加气功能为目的，在主控系统的开发和设计上，没有过多的考虑辅助技术和额外的功能。但随着市场化的需求和客户的特殊要求化，CNG加气机主控制系统也在要求技术先进化和功能全面化。目前应用于CNG加气机的主控系统技术，很多都是基于满足其基本功能时开发和设计，与先进的智能全自动控制技术相比较，其典型缺陷是控制系统抗干扰能力差，集成度不高，采用的关键技术传统，功能简单，安装占地空间大，后期维护困难等。由于只追求功能的简单化而没有考虑整体优化性设计和开发，导致了产品在后期的维护和升级过程遇到很大的瓶劲，尤其针对实时性和数据高可靠性处理，更是显得力不从心，再与上位机进行数据交换时，由于本身技术水平的限制(采用的通信技术本身的局限性)，达不到许多客户的要求，导致后期诸多产品升级困难，只有重新进行换代。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于CNG加气机的全自动控制系统，结合了计算机处理技术、新型单片机技术和电路设计的高集成度技术，综合实现CNG加气过程的全自动控制，具有实现高集成度，高可靠性，以及抗干扰能力强和可扩展性好的特点。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
该应用于CNG加气机的全自动控制系统，包括控制主板，所述控制主板采用六层板电路设计，所述控制主板上设置有主控芯片和与主控芯片相联接的存储模块和各种接口电路，所述接口电路包括电源接口、CAN通信接口、阀控板控制接口、行程开关接口、流量计信号输入接口、压力传感器接口、显示接口、键盘输入接口和在线编程接口，其中 电源接口，用于接入外部供电电源，经处理后送至控制主板； CAN通信接口，用于控制系统与上位机的中央管理系统之间的在线实时通信； 阀控板控制接口，用于控制连接各阀控板，通过阀控板与加气机的电磁阀相连接； 行程开关接口，用于启动工作过程，发出控制信号至阀控板控制接口，通过阀控板控制接口控制不同电磁阀的打开；
流量计信号输入接口，用于接入流量计，实时采集流量信号并传输至主控芯片； 压力传感器接口，用于接入压力传感器，实时采集压力信号并传输至主控芯片； 显示接口，用于连接显示设备，实时显示相关数据；
在线编程接口，用于主控芯片内部软件的更新，并与键盘相结合设置系统的控制参数。进一步，所述系统的接口电路中还包括USB预留接口，该接口用于在线实现数据的读取并存储；
进一步，所述系统的接口电路中还包括小票打印机接口和IC读卡器接口 ； 进一步，所述系统的接口电路中还包括电子密码锁接口，用于对控制系统的所有硬件接口实现电子锁定；
进一步，所述显示接口包括汉显接口和数液显示接口。本发明的有益效果是
1.本发明的控制主板采用高集成度电路设计，代替传统设计工艺，相比传统工艺来说， 有效地提高了整体的抗干扰能力；
2.本发明的控制主板采用专业的六层板设计，具有集成度高，系统扩展方便的优点；
3.在与上位机的通信中，本发明采用目前最先进的CAN通信方式，具有安全可靠，传输速度快等优点；
4.本发明采用超大存储芯片，能够一次性存储超过30000笔的单笔记录，并根据实时状况具有数据缓冲功能，解决了传统加气机数据不能在加气硬件系统大量存储和处理的缺陷；
5.本发明对国家要求的重要计量参数，实施软硬件双重保护设计，在主控系统硬件接口上采用“电子锁”方式，在主程序采用密码保护，以便达到双重保护，严格监控的目的；
6.本发明在功能上，考虑实际加气工的操作方便和加气站的有效管理，外加各种输入输出接口，以满足不同用户需求，使用灵活方便，扩展性能好。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中
图1为本发明的各模块连接示意图； 图2为本发明的控制主板的电路板部分板面主视图。
具体实施例方式以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。如图所示，应用于CNG加气机的全自动控制系统，所述全自动控制系统包括控制主板，所述控制主板采用六层板电路设计，所述控制主板上设置有主控芯片16和与主控芯片相联接的存储模块和各种接口电路，所述接口电路包括电源接口 1、CAN通信接口 2、阀控板控制接口 3、行程开关接口 4、流量计信号输入接口 5、压力传感器接口 6、显示接口 7、在线编程接口 7和键盘输入接口 8，以及电子密码锁接口 9、USB预留接口 10、小票打印机接口 11、IC读卡器接口 12和税控接口 13，各接口的作用分述如下
1)电源接口 用于接入外部供电电源，经处理后送至控制主板；采用各电源隔离处 理，提高相互抗扰能力，增加系统可靠性，其中针对不同的供电要求，实现了不同电源间的异地处理(即采取不同的共地)；
2)CAN通信接口 用于控制系统与上位机的中央管理系统之间的在线实时通信；
3)阀控板控制接口用于控制连接各阀控板，通过阀控板与加气机的电磁阀相连接；
4)行程开关接口用于监控行程开关的状态，在启动工作过程后，发出控制信号至阀控板控制接口，通过阀控板控制接口控制不同电磁阀的打开；
5)流量计信号输入接口用于接入流量计，实时采集流量信号并传输至主控芯片；
6)压力传感器接口用于接入压力传感器，实时采集压力信号并传输至主控芯片；
7)显示接口用于连接显示设备，实时显示相关数据，本实施例中，所述显示接口为两个，包括汉显接口 14和数液显示板接口 15，分别用于显示表示状态等参数的汉字和表示数量的数字；
8)在线编程接口用于主控芯片内部软件的更新，并与键盘相结合设置系统的控制参
数；
9)USB预留接口 该接口用于在线实现数据的读取并存储，用于集成了 USB Host存储功能，在交接班时，可直接通过硬件在线实现数据读取并存储；
10)电子密码锁接口用于对控制系统的所有硬件接口实现电子锁定。本系统的工作过程如下
由行程开关接口根据与之相连接的行程开关的状态来启动工作过程，控制芯片发出控制信号至阀控接口，根据控制信号的要求，通过阀控板打开低、中、高压不同的电磁阀，如果顺序加气，则首先打开低压电磁阀，如果直充加气，则直接打开高压电磁阀，此时时流量计和传感器分别将采集到的流量信号和压力信号通过流量计信号输入接口和压力传感器接口传送至主控芯片，经过控制芯片的实时加气自动控制和数据处理，然后通过汉显和数液显示输出显示并监控，与此同时，在控制系统与上位机的中央管理系统相通信时，通过CAN 总线传输把加气数据送到上位机，并在上位机形成实时加气状况监控和数据在线传输，系统会根据键盘启动加前前的命令(如定量加气，顺序加气，直充加气)进行判断，然后根据流速在不同的阀值高定值切阀，直到流速低于某一个值时(该值为可调值)，便会自动停止加气，如果定量加气，加到定量高定值，也会自动停止加气。图2为本发明的控制主板的部分板面示意图，从图中可以看出，芯片采用的是 Microchip公司生产的高性能芯片，控制芯片位于板面的正中间位置，在控制芯片的左边侧，沿从上到下的顺序依次安排有预留CAN通讯接口 18、CAN通讯接口 2、阀控板控制接口 3，在控制芯片16的右侧上方沿从左到右依次安排有税控接口 13和IC读卡器接口 12，在控制芯片的下方，沿从左到右的顺序依次安排有USB预留接口 10、小票打印机接口 11和存储模块17。该板面设计简洁，所有元器件均采用贴片形式，功能接口集中，不需要中间接口电路(有些厂家的电路控制采用中间桥梁接口，其缺陷是增加控制的连线长度，增加了故障出现率，彼此间连线增多，整体控制速度不佳)，除了在硬件上做到了专业化的设计与布局，而且通过中间高性能芯片和软件程序的相互配合，达到控制速度快，功能强，安装方便，易后期维修。本发明结合计算机处理技术、新型单片机技术和电路设计的高集成度技术，综合实现了 CNG加气过程的全自动控制。同时还结合了抗干扰技术、快速数据处理、支持热插拨
5的USB Host功能以及目前最先进的CAN总线通信技术，在硬件电路设计上采用专业六层板设计(在加气机产品上属于首创)，实现高集成度，高可靠性，以及强大的抗干扰能力 ’为了满足现场人性化操作需要，还在主控系统上集成了超大容量的存储技术以及可在线权限管理(为了实现加气站的“阶梯型”管理，权限管理控制很重要)，除此之外，还预留多个可扩展接口，以防扩展瓶颈问题，为今后产品升级和功能增强提供直接保障，更具有专用产品的优势和技术先进性。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.应用于CNG加气机的全自动控制系统，其特征在于所述全自动控制系统包括控制主板，所述控制主板采用六层板电路设计，所述控制主板上设置有主控芯片和与主控芯片相联接的存储模块和各种接口电路，所述接口电路包括电源接口、CAN通信接口、阀控板控制接口、行程开关接口、流量计信号输入接口、压力传感器接口、显示接口、键盘输入接口和在线编程接口，其中电源接口，用于接入外部供电电源，经处理后送至控制主板； CAN通信接口，用于控制系统与上位机的中央管理系统之间的在线实时通信； 阀控板控制接口，用于控制连接各阀控板，通过阀控板与加气机的电磁阀相连接； 行程开关接口，用于启动工作过程，发出控制信号至阀控板控制接口，通过阀控板控制接口控制不同电磁阀的打开；流量计信号输入接口，用于接入流量计，实时采集流量信号并传输至主控芯片； 压力传感器接口，用于接入压力传感器，实时采集压力信号并传输至主控芯片； 显示接口，用于连接显示设备，实时显示相关数据；在线编程接口，用于主控芯片内部软件的更新，并与键盘相结合设置系统的控制参数。
2.根据权利要求1所述的应用于CNG加气机的全自动控制系统，其特征在于所述系统的接口电路中还包括USB预留接口，该接口用于在线实现数据的读取并存储。
3.根据权利要求1或2所述的应用于CNG加气机的全自动控制系统，其特征在于所述系统的接口电路中还包括小票打印机接口和IC读卡器接口。
4.根据权利要求1所述的应用于CNG加气机的全自动控制系统，其特征在于所述系统的接口电路中还包括电子密码锁接口，用于对控制系统的所有硬件接口实现电子锁定。
5.根据权利要求1所述的应用于CNG加气机的全自动控制系统，其特征在于所述显示接口包括汉显接口和数液显示接口。
全文摘要
本发明公开了一种应用于CNG加气机的全自动控制系统，所述全自动控制系统包括控制主板，所述控制主板采用六层板电路设计，所述控制主板上设置有主控芯片和与主控芯片相联接的存储模块和各种接口电路，所述接口电路包括电源接口、CAN通信接口、阀控板控制接口、行程开关接口、流量计信号输入接口、压力传感器接口、显示接口、键盘输入接口和在线编程接口，本发明结合了计算机处理技术、新型单片机技术和电路设计的高集成度技术，综合实现CNG加气过程的全自动控制，具有实现高集成度，高可靠性，以及抗干扰能力强和可扩展性好的特点。
文档编号G05B19/042GK102156421SQ20111008032
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者傅斌 申请人:重庆巨创计量设备股份有限公司