专利名称：流体工位控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体控制设备。
背景技术：
目前，市场上主要有两种流体控制设备， 一种是以PLC为核心的控制系统， 这类系统能在一定程度上满足加注的需求，但是价格普遍偏高，因而在市场上 很难有竞争力。另一种是以电子芯片为核心的控制系统，这类系统以意大利彼 优时(PIUSI)公司的MCO加注系统和瑞典奥里恩(0RI0N)公司的加注系统为
代表。它们虽都具有定量加注的功能，但却存在以下缺点-
1. 不具备多任务功能，即不能实现两个或者两个以上的通道同时加注功 能，如遇到两个或两个以上的通道需要加注操作时， 一个通道发生加注操作， 另外需要加注操作的通道则要等待，直到正在加注的那个通道加注完成，然后 才能开始加注，这显然不能满足加注实时性的要求。如果有多个通道同时需要 加注，那么整个的等待时间将会很长，严重影响工作效率。
2. 不能满足工业控制方面经常涉及的批次加注。所谓批次加注，就是指一 个固定的、程序化的加注过程。整个过程可能包含多步加注作业，每步加注作 业的加注量可能不同，加注间歇也可能不同，但是每个加注过程都是相同的。 比如这个过程包含一次5升的加注、间歇10秒、 一次3升的加注、间歇20秒 和一次8升的加注、间歇10秒，然后又开始下一次加注流程。使用没有批次 加注功能的加注系统，每步加注中必须在控制器上人工设定所需加注量，这样 就严重影响了加注工作效率，增加了加注操作者的工作强度。有了批次加注功 能，在每步加注过程中，操作者无需一次次设定所需加注量，能够简化工作过 程，显著提供工作效率。
3. 在外围设备的选择上，以上两种加注系统的某些外围设备缺乏兼容性， 如电磁阀和流量计都必须使用指定类型的产品。
4.以上两种加注系统的人机界面采用的是纯英文操作界面，所以要求操作 者具备一定的英语阅读能力，这对于操作人员而言会产生不便。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能 够实现多任务功能和批次加注的流体工位控制器。
本实用新型所采用的技术方案是 一种流体工位控制器，控制多路加注通道， 并接收分别设置在各路加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量脉冲，其中，流 体工位控制器包括单片机、FPGA芯片、存储模块、显示模块、控制面板、驱动模 块及与多路加注通道一一相对应的多个继电器；单片机分别与存储模块及显示模块 相连接，FPGA芯片分别与单片机及控制面板相连接，驱动模块的输入端与FPGA芯 片相连接，输出端与多个继电器连接，各继电器分别与各路加注通道相连接并控制 各路加注通道的开启和关闭；流量脉冲输入FPGA芯片，FPGA芯片接收从控制面板 输入的加注数据、通道数据及加注命令并传送给单片机，单片机对加注数据、通道 信息及加注命令进行处理后送回FPGA芯片，同时控制显示模块进行显示，通过FPGA 芯片控制多个继电器的通断。
在上述的流体工位控制器中，FPGA芯片包括一控制面板接收处理单元以及 与多路加注通道一一对应且相互独立的多个加注处理单元；各加注处理单元的 输入端接收分别设置在各路加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量脉冲， 输出端与驱动模块的输入端相连接；单片机包括一单次加注单元和一批次加注 单元；存储模块内存储有用于单片机将不同类型流体的加注量计算转换为流量 脉冲数的流体系数以及各路通道的批次加注的数据；其中
控制面板接收处理单元接收并处理从控制面板输入的加注数据、通道数 据及加注命令，然后发送给单次加注单元或多次加注单元；
单次加注单元在收到从控制面板接收处理单元发送的加注数据、通道数据 及单次加注命令后，通过读取存储在存储模块中与通道相对应的流体系数，将与通 道相对应的加注量转换为所需流量脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元；
批次加注单元在收到从控制面板接收处理单元发送的通道数据及批次加注
命令后，通过读取存储在存储模块中的与通道相对应的批次加注数据以及与通道相
对应的流体系数，将与通道相对应的批次加注中各次加注的加注量转换为所需流量 脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元，并计算加注次数及对相邻两次加注 的间隔时间计时；
加注处理单元扫描流量脉冲并累计流量脉冲数，在达到所述的所需流量脉 冲数后，通过断开继电器关闭加注通道，并发送加注完成信号给单次加注单元或批 次加注单元。
上述的流体工位控制器，最好是，FPGA芯片分别通过三个缓冲模块与单片机、 控制面板及驱动模块的输入端相连接，驱动模块的输出端通过光电耦合器与各继电 器相连接。
上述的流体工位控制器，最好是，流量脉冲通过光电耦合器进行光电隔离后 输入到一缓冲模块的输入端，该缓冲模块的输出端与FPGA芯片相连。 本实用新型的有益效果是
1，以单片机和FPGA芯片为核心，不但具有高精度的定量加注功能，还具 有多通道的同时操作功能、批次加注功能，从而提高了流体加注过程的工作效 率。
2. 选择通用性强的芯片，很大程度上提高了对外围设备的兼容性。
3. 采用纯中文操作界面，易于操作和查看。
图1为本实用新型的流体工位控制器的电路方框图2为本实用新型的单片机和FPGA芯片的原理框图3为本实用新型的流体工位控制器进行单次加注的工作示意图4为本实用新型的流体工位控制器进行批次加注的工作示意图5为本实用新型流体工位控制器的外观图。
具体实施方式
参考图1,本实用新型的流体工位控制器控制多路加注通道，包括单片机1、 FPGA芯片2、存储模块3、显示模块4、控制面板5、驱动模块6、四个缓冲模块7、 多个继电器8和多个光电耦合器9。各路加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流
量脉冲通过与各路加注通道一一对应的光电耦合器9进行光电隔离后输入到缓冲
模块7的输入端，再通过缓冲模块7的输出端输入FPGA芯片2。输入的流量脉冲 经过光电耦合器缓冲，将脉冲信号隔离，既起到保护电路的作用，又能有效的抗外 界干扰，同时扩大了脉冲信号的峰值范围。单片机1分别与存储模块3、显示模块 4相连接，存储模块3内存储有用于单片机1将不同类型流体的加注量计算转 换为流量脉冲数的流体系数以及各路通道的批次加注的加注次数、各次加注的 加注量和相邻两次加注的加注间隔时间，存储模块可采用24C256存储芯片。 FPGA芯片2通过缓冲模块7分别与单片机1、控制面板5相连接，驱动模块6的输 入端通过缓冲模块7与FPGA芯片2相连接，输出端通过多个光电耦合器9与多个 继电器8连接，多个光电耦合器9及多个继电器8与多路加注通道一一相对应，各 继电器闭合时，可提供外界24V电压，通过控制电磁阔等器件的开关可分别控制各 路加注通道的开启和关闭。优选地，驱动模块6采用CM0S反相器，以增大输出的 负载驱动能力，并且能更有效地隔离输出；缓冲模块7采用缓冲芯片，它可以 接收5V的信号电平，然后转成3. 3V再给FPGA芯片2，或者将FPGA芯片2的 3. 3V电平信号转成5V再输出，以保护FPGA芯片2不受损坏。FPGA芯片2接收 从控制面板5输入的加注数据、通道数据和加注命令并传送给所述单片机l，单片 机1对加注数据、通道数据和加注命令进行处理后送回FPGA芯片2，同时控制显 示模块4进行显示，通过FPGA芯片2控制多个继电器8的通断。 下面结合图2至4对本实用新型的工作原理进行进一步描述。 如图2所示，本实用新型的FPGA芯片2包括一控制面板接收处理单元21以 及与多路加注通道一一对应且相互独立的多个加注处理单元22。各加注处理单元 22的输入端接收分别设置在各路加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量 脉冲，输出端与驱动模块6的输入端相连接，较佳的是，在加注处理单元22和 驱动模块6之间设置一缓冲模块7。单片机1包括一单次加注单元11和一批次 加注单元12。控制面板接收处理单元21接收并处理从控制面板5输入的加注数据、 通道数据和加注命令，然后发送给单次加注单元21或批次加注单元22。较佳的是， 在控制面板接收处理单元21与单次加注单元21和批次加注单元22之间设置一缓 冲模块7。
图3示出了本实用新型的流体工位控制器进行单次加注的工作示意图。如图
所示步骤S11:控制面板接收处理单元21接收从控制面板5输入的加注量、通 道数据和单次加注命令并传送给单次加注单元11;步骤S12:单次加注单元11通 过读取存储在存储模块3中与通道相对应的流体系数，将与通道相对应的加注量转 换为所需流量脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元22;步骤S13:加注处 理单元22扫描流量脉冲并累计流量脉冲数；步骤S14:判断是否达到所需流量脉 冲数，如果未达到，则加注处理单元22继续扫描流量脉冲并累计流量脉冲数；步骤
S15:在达到所需流量脉冲数后，加注处理单元22通过断开继电器关闭加注通道， 并发送加注完成信号给单次加注单元11。由于多路加注通道的信号和数据是通过 与之一一对应且相互独立的加注处理单元进行操作和处理，所以实现了多路通道的 同时加注功能。
图4示出了本实用新型的流体工位控制器进行批次加注的工作示意图。如图 所示，步骤S21:控制面板接收处理单元21接收从控制面板5输入的通道数据和 批次加注命令并传送给批次加注单元12;步骤S22:批次加注单元12读取存储在 存储模块3中的批次加注次数；步骤S23:批次加注单元12通过读取存储在存储 模块3中的与通道相对应的本次加注的加注量以及与通道相对应的流体系数，将本 次加注的加注量转换为所需流量脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元 22;步骤S24:加注处理单元22扫描流量脉冲并累计流量脉冲数；步骤S25:判断是 否达到所需流量脉冲数，如果未达到，则加注处理单元22继续扫描流量脉冲并累 计流量脉冲数；步骤S26:在达到所需流量脉冲数后，加注处理单元22通过断开 继电器关闭加注通道，并发送加注完成信号给批次加注单元12;步骤S27:批次加 注单元12读取存储在存储模块3中的下次加注间隔时间并对下次加注间隔时间计 时；步骤S28:计时完成后，批次加注单元12将批次加注次数减1;步骤S29:判 断结果是否为零，如果结果为零，则返回步骤S22，循环进行批次加注；如不为零， 返回步骤S23，执行下次加注。
图5示出了本实用新型流体工位控制器的外观图。
在一种优选实施方式中，本实用新型的流体工位控制器控制六路加注通道， 但不限于此，也可以是四路、七路、十路等，根据实际需要而定。显示模块可采用 液晶显示器。此外，本实用新型还可提供手动加注功能，这时，用户可进行手动加 注，在显示模块3上会实时地显示加注量，只有在用户按下控制面板上的"STOP"键时，加注才停止。
本实用新型的有益效果是
1. 采用高性价比芯片，以单片机和FPGA芯片为核心，不但具有高精度的 定量加注功能，还具有多通道的同时操作功能、批次加注功能，从而提高了流 体加注过程的工作效率。
2. 选择通用性强的芯片，很大程度上提高了对外围设备的兼容性。
3. 采用纯中文操作界面，易于操作和査看。 本实用新型可用于汽车维修、机械制造等领域。
权利要求1.一种流体工位控制器，控制多路加注通道，并接收分别设置在各路所述加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量脉冲，其特征在于，所述流体工位控制器包括单片机、FPGA芯片、存储模块、显示模块、控制面板、驱动模块及与所述多路加注通道一一相对应的多个继电器；所述单片机分别与存储模块及显示模块相连接，所述FPGA芯片分别与单片机及控制面板相连接，所述驱动模块的输入端与FPGA芯片相连接，输出端与所述多个继电器连接，各所述继电器分别与各路加注通道相连接并控制各路加注通道的开启和关闭；所述流量脉冲输入FPGA芯片，FPGA芯片接收从所述控制面板输入的加注数据、通道数据及加注命令并传送给所述单片机，单片机对所述加注数据、通道信息及加注命令进行处理后送回FPGA芯片，同时控制显示模块进行显示，通过FPGA芯片控制所述多个继电器的通断。
2. 如权利要求l所述的流体工位控制器，其特征在于所述FPGA芯片包括一控制面板接收处理单元以及与所述多路加注通道一 一对应且相互独立的多个加注处理单元；各所述加注处理单元的输入端接收分 别设置在各路所述加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量脉冲，输出端与 所述驱动模块的输入端相连接；所述单片机包括一单次加注单元和一批次加注 单元；所述存储模块内存储有用于单片机将不同类型流体的加注量计算转换为 流量脉冲数的流体系数以及各路通道的批次加注的数据；其中控制面板接收处理单元接收并处理从控制面板输入的加注数据、通道数 据及加注命令，然后发送给单次加注单元或多次加注单元；单次加注单元在收到从控制面板接收处理单元发送的加注数据、通道数据 及单次加注命令后，通过读取存储在存储模块中与通道相对应的流体系数，将与通 道相对应的加注量转换为所需流量脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元；批次加注单元在收到从控制面板接收处理单元发送的通道数据及批次加注命令后，通过读取存储在存储模块中的与通道相对应的批次加注数据以及与通道相对应的流体系数，将与通道相对应的批次加注中各次加注的加注量转换为所需流量脉冲数后发送给与通道相对应的加注处理单元，并计算加注次数及对相邻两次加注 的间隔时间计时； 加注处理单元扫描流量脉冲并累计流量脉冲数，在达到所述的所需流量脉 冲数后，通过断开继电器关闭加注通道，并发送加注完成信号给单次加注单元或批 次加注单元。
3. 如权利要求1或2所述的流体工位控制器，其特征在于所述驱动模块为 CMOS反相器。
4. 如权利要求l所述的流体工位控制器，其特征在于所述流体工位控制器还包括三个缓冲模块，其中，第一缓冲模块连接在所述FPGA芯片与所述单片机之 间，第二缓冲模块连接在FPGA芯片与所述控制面板之间，第三缓冲模块连接在FPGA 芯片和所述驱动模块的输入端之间。
5. 如权利要求4所述的流体工位控制器，其特征在于所述流体工位控制器 还包括一第四缓冲模块及与所述多路加注通道一一相对应的多个光电耦合器；所述 第四缓冲模块的输入端与所述多个光电耦合器的输出端相连，输出端与FPGA芯片 相连；所述流量脉冲通过所述光电耦合器和第四缓冲模块后输入到FPGA芯片。
6. 如权利要求4或5所述的流体工位控制器，其特征在于所述缓冲模块为 缓冲芯片。
7. 如权利要求l所述的流体工位控制器，其特征在于所述流体工位控制器 还包括与所述继电器一一相对应的多个光电耦合器，所述驱动模块的输出端通过所 述光电耦合器与各所述继电器相连接。
8. 如权利要求l所述的流体工位控制器，其特征在于所述流体工位控制器控制六路加注通道。
9. 如权利要求l所述的流体工位控制器，其特征在于所述显示模块为液晶显示器。
专利摘要本实用新型公开了一种流体工位控制器，包括单片机、FPGA芯片、存储模块、显示模块、控制面板、驱动模块及与多路加注通道一一相对应的多个继电器。各路加注通道上的电磁阀或流量计所发出的流量脉冲输入FPGA芯片，FPGA芯片接收从控制面板输入的加注数据、通道数据及加注命令并传送给所述单片机，单片机对加注数据、通道信息及加注命令进行处理后送回FPGA芯片，同时控制显示模块进行显示，通过FPGA芯片控制多个继电器的通断来实现各路加注通道的开启和关闭。本实用新型具有多通道的同时操作功能、批次加注功能，提高了流体加注过程的工作效率，可用于汽车维修、机械制造等领域。
文档编号G05B19/042GK201063105SQ200720072978
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者徐毅峰, 邱小剑 申请人:上海新都市润滑工程技术有限公司