专利名称：均质乳化工艺参数测量记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种记录仪控制器，尤其涉及一种均质乳化工艺参数测量记录仪。
在现有技术中，早期工厂一般采用“笔式记录仪”，它在实际使用中存在的问题是①、墨水易干而堵塞笔头使仪器瘫痪；②、记录纸更换不便，且难以长期保存；③、记录曲线不易标定，数据难以判读，因此，此类产品趋于淘汰。
随着计算机技术及电子技术的飞速发展，近年来逐渐流行的“无纸记录仪”，并有取代“笔式记录仪”的趋势。“无纸记录仪”基本克服了“笔式记录仪”的缺陷，但是，该无纸记录仪为通用型仪表，存储介质为软磁盘，显示采用LED背光点阵图形液晶显示模块，价格比较高，并且难以记录均质乳化各工艺参数。
本实用新型的目的是这样实现的一种均质乳化工艺参数测量记录仪，包括记录仪及其设置在记录仪中用于控制记录仪工作的控制器；其特点是所述的记录仪在其面板上设有一显示屏；所述的控制器包括总线；一与总线连接的单片机系统；与单片机系统连接的监视器、通讯接口电路、模数转换电路；与总线连接的时钟电路和显示控制电路输入输出控制电路和存储器。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的单片机系统包括，型号为27256程序存储器、型号为74LS373锁存器和型号为8032单片机，组成单片机最小系统。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的与单片机系统连接的监视器由型号为X25045监视器构成，在该监视器中部包括，看门狗定时器、复位电路及存储器。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的控制逻辑一电路由型号为GAL16V8门阵列电路构成，在门阵列电路中包括，片选信号译码电路、复位信号综合电路、逻辑控制信号发生电路。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的通讯接口电路由型号为75176的差分传输驱动器构成串行数字通讯接口。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的时钟电路采用的是型号为DS12C887时钟电路。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的模数转换电路包括，一接收转速信号变换模块和电流信号变换模块，和一型号为8253的可编程定时/计数器，该可编程定时/计数器接收接来自收转速信号变换模块和电流信号变换模块变换成的频率信号。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的显示控制电路包括，型号为SED1330点阵显示控制电路，其输出端与型号为DMF50174的液晶显示屏连接，与DMF50174液晶显示屏连接的还包括，电压变换电路和逆变器。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的输入输出控制电路包括，一型号为8255的可编程并行I/O接口，该可编程并行I/O接口8255扩充了一个可与市售的微型打印机相连的打印接口；还扩充了一用于监测均质机工作状态的状态I/O口，并与逻辑控制二电路连接，该逻辑控制二电路采用的是型号为GAL20V8门阵列电路，该门阵列电路与键输入信号连接。
在上述的均质乳化工艺参数测量记录仪中，其中，所述的与总线连接的存储器采用的是型号为HK1255数据存储器。
本实用新型均质乳化工艺参数测量记录仪由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有明显的优点和积极效果。根据日化产品生产均质乳化工艺的特点(间歇式、单锅生产)，及其采用的生产设备、仪表(变频器、温度仪、定时器等)，本发明具有以下功能①、实时测量显示均质乳化工艺参数(物料温度、搅拌转速、搅拌电流、均质状态等)；②、以固定周期对上述工艺参数进行采样，并在高亮度、大尺寸的液晶屏上，以时间曲线的形式直观地显示其变化趋势。每组曲线长度最大为85分钟，足以记录一锅物料的生产过程；③、记录结束后，可将所有采样数据保存于仪器内，以形成历史记录供长期保存。在本仪器内共可保存250组历史记录(如超过则自动将最早的记录覆盖)，各记录可随时删除，对一些有指导意义的工艺参数曲线组可特别加以保护，以避免被无意删除；④、在历史记录清单里，可根据日期、时间及序号，任意选择、调用所需的记录，在液晶屏上以时间曲线的形式加以复现。并可移动游标，以完整地显示曲线、指示各点的测量时刻及各点的工艺参数值。
图2是本实用新型均质乳化工艺参数测量记录仪中控制器的系统结构方框图；图3是图2的电原理图；图4是本实用新型中主程序流程图；图5是本实用新型中“主菜单”子程序流程图；图6是本实用新型中“实时测量”子程序流程图。
图7是本实用新型中“历史记录”子程序流程图；图8是本实用新型中“数据修改”子程序流程图；图9是本实用新型中“外部中断1”子程序流程图；
图10是本实用新型中“按键处理”子程序流程图。
请参见图1所示，图1是本实用新型均质乳化工艺参数测量记录仪面板布置结构示意图。其中标号1为记录仪1，面板是标号11，在记录仪1面板11上安置一显示屏12，其上可显示均质乳化产品在生产过程中各工艺参数，如物料温度、搅拌转速、搅拌电流、均质状态、时间等；它直观地反映了均质乳化产品质量情况，为生产统计和管理提供了数据基础。
请参见图2和图3所示，图2和图3分别是本实用新型均质乳化工艺参数测量记录仪系统结构方框图和电原理图。本实用新型均质乳化工艺参数测量记录仪，由总线、存储器、单片机系统、MCV监视器、通讯接口电路、模数转换电路、显示控制电路；输入输出控制电路组成。
单片机系统与总线连接，包括，型号为27256程序存储器、型号为74LS373锁存器和型号为8032单片机，组成单片机系统；型号为27256的程序存储器存储空间为32KB，这是因为本实用新型的功能复杂，因此必须外扩EPROM(32KB)程序存储器，以储存较长的程序支撑系统的运行。
与单片机系统连接的MCV监视器由型号为X25045监视器电路构成，在该监视器电路中包括，看门狗定时器、复位电路及存储器，由此可为微控制器提供独立完善的保护系统。
与总线连接的控制逻辑一电路由型号为GAL16V8门阵列电路构成，在GAL16V8门阵列电路中包括译码电路、复位电路、逻辑控制电路，从而能承担并完成片选信号译码、复位信号综合、逻辑控制信号发生等功能。
通讯接口电路与单片机系统连接，它由型号为75176的差分传输驱动器构成串行数字通讯接口，完成微控制器与带光电隔离数字通讯接口的温度仪表之间的数据传输，可直接、无偏差地连续采集物料温度值。
时钟电路采用的是型号为DS12C887时钟电路。所述的时钟电路采用的是型号为DS12C887时钟电路；该DS12C887时钟电路是一带电池的高精度实时时钟电路，它可为系统不间断地提供当前日期(年、月、日、星期)及时间(时、分、秒)信息，并提供秒中断触发信号作为系统采样(搅拌转速、电流)、显示数据更新的同步基准信号。
模数转换电路与单片机系统连接，它包括，一接收转速信号变换模块和电流信号变换模块，和一型号为8253的可编程定时/计数器；搅拌转速、电流信号分别经转速信号变换模块V/F、电流信号变换模块I/F变换成为频率信号，再经由可编程定时/计数器8253转换为数字量被采集。
显示控制电路包括，型号为SED1330点阵LCD显示控制电路，其输出端与型号为DMF50174的液晶显示屏连接，与DMF50174液晶显示屏连接的还包括，DC/DC电压变换电路和逆变器；在本实用新型中，由于涉及的信息量巨大，既需要对各组参数曲线作二维显示，同时要满足各种中、西文字符显示的要求，故采用点阵式液晶显示器；并且为达到理想的分辨率及较好的显示效果，选用了DMF50174点阵式(320×240)液晶显示器，配以SED1330控制板进行显示控制；因采用CCFL(冷阴极荧光灯)背光照明，故还需配置DC/DC及逆变器。整个仪器所需的直流5V、12V电源由开关电源提供。
输入输出控制电路包括，一型号为8255的可编程并行I/O接口，该可编程并行I/O接口8255扩充了一个Centronic打印接口，该Centronic打印接口可与市售的微型打印机相连；还扩充了一状态I/O口，该状态I/O口用于监测均质机的工作状态，并可输出控制开关量；输入输出控制电路还包括一逻辑控制二电路连接，该逻辑控制二电路采用的是型号为GAL20V8门阵列电路，门阵列电路与键输入信号连接，按键输入信号经逻辑控制二电路即GAL20V8门阵列电路变换为键值，也经可编程并行I/O接口8255读入MCU单片机8032中。
与总线连接的数据存储器采用的是型号为HK1255的数据存储器；由于本实用新型必须有一数据存储器件，一方面可进行大量数据的读写操作，同时具有掉电状态下的数据保护、记忆功能，因此在本实施例中，采用由SRAM、后备电池及控制电路集成的NVSRAM(大容量非易失性SRAM)芯片HK1255，其存储空间为512KB，由于MCS-51系列MCU的数据存储器地址空间仅为64KB，故再由8255提供3位页选信号，使之具备512KB全数据空间的寻址能力。
在本实用新型中，为便于操作，本仪器的人机对话界面采用菜单形式，即在主菜单画面上按操作内容分显三个子菜单“实时测量”、“历史记录”以及“数据修改”。相应地也采取了模块化的程序设计方法，从而使程序的脉络清楚、可读性强同时便于修改。
请参见图4所示，这是本实用新型中主程序流程图。在本实施例中，主程序流程根据当前选中的菜单，来调用相应的程序模块，显示相应的画面及数据、曲线，执行相应的操作。在主程序流程中还要进行按键输入处理，一旦有键值输入，就要根据当前所处的菜单位置，去执行相应的操作。
请参见图5所示，图5是本实用新型中“主菜单”子程序流程图。在本实用新型中，唯一的外部中断源为时钟电路提供的秒中断，因此在主菜单程序里，要设置相应的状态标志位，同时按秒采集且更新日期、时间数据以及搅拌转速、电流数据等内容。
请参见图6所示，图6是本实用新型中“实时测量”子程序流程图。在“实时测量”子菜单的程序流程中，要按15秒的周期采集物料温度数据，除了要绘制相应的画面外，还要依照固定的周期更新各项采样数据，并绘制各项实时数据曲线；与主程序流程中的按键输入处理程序相配合，可完成各项数据采集的启动/停止、保存/删除操作，以及测量画面的切换及菜单的进入/退出。
请参见图7所示，图7是本实用新型中“历史记录”子程序流程图。在“历史记录”子菜单的程序流程中，除了要绘制相应的画面外，还要与主程序流程中的按键输入处理程序相配合，选择显示历史记录数据曲线，以及历史记录的保护/删除操作、画面的切换及菜单的进入/退出。
请参见图8所示，图8是本实用新型中“数据修改”子程序流程图。在“数据修改”子菜单的程序流程中，与主程序流程中的按键输入处理程序相配合，主要完成各项信息参数(日期、时间等)的在线修改，以及各系统密码的设置、菜单的进入/退出操作等。
请参见图9所示，图9是本实用新型中“外部中断1”子程序流程图。在“外部中断1”子菜单的程序流程中，用以完成现场数据的保护及恢复，读取更新日期、时间信息、并对搅拌转速、搅拌申请进行采样。
请参见图10所示，图10是本实用新型中“按键处理”子程序流程图。在“按键处理”子菜单的程序流程中，搜索输入键值，并根据所处的不同工作状态完成相应的工作。
综上所述，本实用新型集微控制器、集成电路及信号处理技术为一体，是专用于日化、医药产品生产过程中均质乳化工艺参数(物料温度、搅拌转速、搅拌电流、均质状态、时间等)监测的高性能仪器。它可对上述工艺参数进行采样，并在高亮度、大尺寸的液晶屏上，以时间曲线的形式直观地显示其变化趋势(每组曲线长度最大为85分钟)；也可将采样数据保存于仪器内，以形成历史记录供长期保存(在本仪器内共可保存250组历史记录)；在历史记录清单里，可根据日期、时间及序号，任意选择、调用所需的记录，在液晶屏上以时间曲线的形式加以复现。并可移动游标，以完整地显示曲线、指示各点的测量时刻及各点的工艺参数值。对于工厂来说，使用此仪器可获得完整的生产数据记录，既利于工厂的全面质量管理，又可为新产品的开发带来极大的便利。
权利要求1.一种均质乳化工艺参数测量记录仪，包括记录仪(1)及其设置在记录仪(1)中用于控制记录仪(1)工作的控制器(2)；其特征在于所述的记录仪(1)在其面板(11)上设有一显示屏(12)；所述的控制器(2)包括总线；一与总线连接的单片机系统；与单片机系统连接的监视器、通讯接口电路、模数转换电路；与总线连接的时钟电路和显示控制电路输入输出控制电路和存储器。
2.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的单片机系统包括，型号为27256程序存储器、型号为74LS373锁存器和型号为8032单片机，组成单片机最小系统。
3.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的与单片机系统连接的监视器由型号为X25045监视器构成，在该监视器中部包括，看门狗定时器、复位电路及存储器。
4.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的控制逻辑一电路由型号为GAL16V8门阵列电路构成，在门阵列电路中包括，片选信号译码电路、复位信号综合电路、逻辑控制信号发生电路。
5.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的通讯接口电路由型号为75176的差分传输驱动器构成串行数字通讯接口。
6.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的时钟电路采用的是型号为DS12C887时钟电路。
7.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的模数转换电路包括，一接收转速信号变换模块和电流信号变换模块，和一型号为8253的可编程定时/计数器，该可编程定时/计数器接收接来自收转速信号变换模块和电流信号变换模块变换成的频率信号。
8.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的显示控制电路包括，型号为SED1330点阵显示控制电路，其输出端与型号为DMF50174的液晶显示屏连接，与DMF50174液晶显示屏连接的还包括，电压变换电路和逆变器。
9.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的输入输出控制电路包括，一型号为8255的可编程并行I/O接口，该可编程并行I/O接口8255扩充了一个可与市售的微型打印机相连的打印接口；还扩充了一用于监测均质机工作状态的状态I/O口，并与逻辑控制二电路连接，该逻辑控制二电路采用的是型号为GAL20V8门阵列电路，该门阵列电路与键输入信号连接。
10.如权利要求1所述的均质乳化工艺参数测量记录仪，其特征在于所述的与总线连接的存储器采用的是型号为HK1255数据存储器。
专利摘要本实用新型涉及一种均质乳化工艺参数测量记录仪，包括记录仪及其设置在记录仪中用于控制记录仪工作的控制器；其特点是记录仪在其面板上设有一显示屏；控制器包括总线；单片机系统；与单片机系统连接的监视器、通讯接口电路、模数转换电路；与总线连接的时钟电路和显示控制电路、输入输出控制电路和存储器；由此使本实用新型能对生产过程中均质乳化工艺参数进行采样和显示，并可将采样数据保存于仪器内，形成历史记录；对于工厂来说，不仅可获得完整的生产数据记录，并可利于工厂的全面质量管理和可为新产品的开发带来极大的便利，因此极为实用。
文档编号G06F15/00GK2596440SQ0229432
公开日2003年12月31日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者冷忠民 申请人:上海理日科技发展有限公司