專利名稱：均質乳化工藝參數測量記錄儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種記錄儀控制器，尤其涉及一種均質乳化工藝參數測量記錄儀。
在現有技術中，早期工廠一般采用“筆式記錄儀”，它在實際使用中存在的問題是①、墨水易干而堵塞筆頭使儀器癱瘓；②、記錄紙更換不便，且難以長期保存；③、記錄曲線不易標定，數據難以判讀，因此，此類產品趨于淘汰。
隨著計算機技術及電子技術的飛速發展，近年來逐漸流行的“無紙記錄儀”，并有取代“筆式記錄儀”的趨勢。“無紙記錄儀”基本克服了“筆式記錄儀”的缺陷，但是，該無紙記錄儀為通用型儀表，存儲介質為軟磁盤，顯示采用LED背光點陣圖形液晶顯示模塊，價格比較高，并且難以記錄均質乳化各工藝參數。
本實用新型的目的是這樣實現的一種均質乳化工藝參數測量記錄儀，包括記錄儀及其設置在記錄儀中用于控制記錄儀工作的控制器；其特點是所述的記錄儀在其面板上設有一顯示屏；所述的控制器包括總線；一與總線連接的單片機系統；與單片機系統連接的監視器、通訊接口電路、模數轉換電路；與總線連接的時鐘電路和顯示控制電路輸入輸出控制電路和存儲器。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的單片機系統包括，型號為27256程序存儲器、型號為74LS373鎖存器和型號為8032單片機，組成單片機最小系統。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的與單片機系統連接的監視器由型號為X25045監視器構成，在該監視器中部包括，看門狗定時器、復位電路及存儲器。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的控制邏輯一電路由型號為GAL16V8門陣列電路構成，在門陣列電路中包括，片選信號譯碼電路、復位信號綜合電路、邏輯控制信號發生電路。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的通訊接口電路由型號為75176的差分傳輸驅動器構成串行數字通訊接口。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的時鐘電路采用的是型號為DS12C887時鐘電路。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的模數轉換電路包括，一接收轉速信號變換模塊和電流信號變換模塊，和一型號為8253的可編程定時/計數器，該可編程定時/計數器接收接來自收轉速信號變換模塊和電流信號變換模塊變換成的頻率信號。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的顯示控制電路包括，型號為SED1330點陣顯示控制電路，其輸出端與型號為DMF50174的液晶顯示屏連接，與DMF50174液晶顯示屏連接的還包括，電壓變換電路和逆變器。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的輸入輸出控制電路包括，一型號為8255的可編程并行I/O接口，該可編程并行I/O接口8255擴充了一個可與市售的微型打印機相連的打印接口；還擴充了一用于監測均質機工作狀態的狀態I/O口，并與邏輯控制二電路連接，該邏輯控制二電路采用的是型號為GAL20V8門陣列電路，該門陣列電路與鍵輸入信號連接。
在上述的均質乳化工藝參數測量記錄儀中，其中，所述的與總線連接的存儲器采用的是型號為HK1255數據存儲器。
本實用新型均質乳化工藝參數測量記錄儀由于采用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有明顯的優點和積極效果。根據日化產品生產均質乳化工藝的特點(間歇式、單鍋生產)，及其采用的生產設備、儀表(變頻器、溫度儀、定時器等)，本發明具有以下功能①、實時測量顯示均質乳化工藝參數(物料溫度、攪拌轉速、攪拌電流、均質狀態等)；②、以固定周期對上述工藝參數進行采樣，并在高亮度、大尺寸的液晶屏上，以時間曲線的形式直觀地顯示其變化趨勢。每組曲線長度最大為85分鐘，足以記錄一鍋物料的生產過程；③、記錄結束后，可將所有采樣數據保存于儀器內，以形成歷史記錄供長期保存。在本儀器內共可保存250組歷史記錄(如超過則自動將最早的記錄覆蓋)，各記錄可隨時刪除，對一些有指導意義的工藝參數曲線組可特別加以保護，以避免被無意刪除；④、在歷史記錄清單里，可根據日期、時間及序號，任意選擇、調用所需的記錄，在液晶屏上以時間曲線的形式加以復現。并可移動游標，以完整地顯示曲線、指示各點的測量時刻及各點的工藝參數值。
圖2是本實用新型均質乳化工藝參數測量記錄儀中控制器的系統結構方框圖；圖3是圖2的電原理圖；圖4是本實用新型中主程序流程圖；圖5是本實用新型中“主菜單”子程序流程圖；圖6是本實用新型中“實時測量”子程序流程圖。
圖7是本實用新型中“歷史記錄”子程序流程圖；圖8是本實用新型中“數據修改”子程序流程圖；圖9是本實用新型中“外部中斷1”子程序流程圖；
圖10是本實用新型中“按鍵處理”子程序流程圖。
請參見圖1所示，圖1是本實用新型均質乳化工藝參數測量記錄儀面板布置結構示意圖。其中標號1為記錄儀1，面板是標號11，在記錄儀1面板11上安置一顯示屏12，其上可顯示均質乳化產品在生產過程中各工藝參數，如物料溫度、攪拌轉速、攪拌電流、均質狀態、時間等；它直觀地反映了均質乳化產品質量情況，為生產統計和管理提供了數據基礎。
請參見圖2和圖3所示，圖2和圖3分別是本實用新型均質乳化工藝參數測量記錄儀系統結構方框圖和電原理圖。本實用新型均質乳化工藝參數測量記錄儀，由總線、存儲器、單片機系統、MCV監視器、通訊接口電路、模數轉換電路、顯示控制電路；輸入輸出控制電路組成。
單片機系統與總線連接，包括，型號為27256程序存儲器、型號為74LS373鎖存器和型號為8032單片機，組成單片機系統；型號為27256的程序存儲器存儲空間為32KB，這是因為本實用新型的功能復雜，因此必須外擴EPROM(32KB)程序存儲器，以儲存較長的程序支撐系統的運行。
與單片機系統連接的MCV監視器由型號為X25045監視器電路構成，在該監視器電路中包括，看門狗定時器、復位電路及存儲器，由此可為微控制器提供獨立完善的保護系統。
與總線連接的控制邏輯一電路由型號為GAL16V8門陣列電路構成，在GAL16V8門陣列電路中包括譯碼電路、復位電路、邏輯控制電路，從而能承擔并完成片選信號譯碼、復位信號綜合、邏輯控制信號發生等功能。
通訊接口電路與單片機系統連接，它由型號為75176的差分傳輸驅動器構成串行數字通訊接口，完成微控制器與帶光電隔離數字通訊接口的溫度儀表之間的數據傳輸，可直接、無偏差地連續采集物料溫度值。
時鐘電路采用的是型號為DS12C887時鐘電路。所述的時鐘電路采用的是型號為DS12C887時鐘電路；該DS12C887時鐘電路是一帶電池的高精度實時時鐘電路，它可為系統不間斷地提供當前日期(年、月、日、星期)及時間(時、分、秒)信息，并提供秒中斷觸發信號作為系統采樣(攪拌轉速、電流)、顯示數據更新的同步基準信號。
模數轉換電路與單片機系統連接，它包括，一接收轉速信號變換模塊和電流信號變換模塊，和一型號為8253的可編程定時/計數器；攪拌轉速、電流信號分別經轉速信號變換模塊V/F、電流信號變換模塊I/F變換成為頻率信號，再經由可編程定時/計數器8253轉換為數字量被采集。
顯示控制電路包括，型號為SED1330點陣LCD顯示控制電路，其輸出端與型號為DMF50174的液晶顯示屏連接，與DMF50174液晶顯示屏連接的還包括，DC/DC電壓變換電路和逆變器；在本實用新型中，由于涉及的信息量巨大，既需要對各組參數曲線作二維顯示，同時要滿足各種中、西文字符顯示的要求，故采用點陣式液晶顯示器；并且為達到理想的分辨率及較好的顯示效果，選用了DMF50174點陣式(320×240)液晶顯示器，配以SED1330控制板進行顯示控制；因采用CCFL(冷陰極熒光燈)背光照明，故還需配置DC/DC及逆變器。整個儀器所需的直流5V、12V電源由開關電源提供。
輸入輸出控制電路包括，一型號為8255的可編程并行I/O接口，該可編程并行I/O接口8255擴充了一個Centronic打印接口，該Centronic打印接口可與市售的微型打印機相連；還擴充了一狀態I/O口，該狀態I/O口用于監測均質機的工作狀態，并可輸出控制開關量；輸入輸出控制電路還包括一邏輯控制二電路連接，該邏輯控制二電路采用的是型號為GAL20V8門陣列電路，門陣列電路與鍵輸入信號連接，按鍵輸入信號經邏輯控制二電路即GAL20V8門陣列電路變換為鍵值，也經可編程并行I/O接口8255讀入MCU單片機8032中。
與總線連接的數據存儲器采用的是型號為HK1255的數據存儲器；由于本實用新型必須有一數據存儲器件，一方面可進行大量數據的讀寫操作，同時具有掉電狀態下的數據保護、記憶功能，因此在本實施例中，采用由SRAM、后備電池及控制電路集成的NVSRAM(大容量非易失性SRAM)芯片HK1255，其存儲空間為512KB，由于MCS-51系列MCU的數據存儲器地址空間僅為64KB，故再由8255提供3位頁選信號，使之具備512KB全數據空間的尋址能力。
在本實用新型中，為便于操作，本儀器的人機對話界面采用菜單形式，即在主菜單畫面上按操作內容分顯三個子菜單“實時測量”、“歷史記錄”以及“數據修改”。相應地也采取了模塊化的程序設計方法，從而使程序的脈絡清楚、可讀性強同時便于修改。
請參見圖4所示，這是本實用新型中主程序流程圖。在本實施例中，主程序流程根據當前選中的菜單，來調用相應的程序模塊，顯示相應的畫面及數據、曲線，執行相應的操作。在主程序流程中還要進行按鍵輸入處理，一旦有鍵值輸入，就要根據當前所處的菜單位置，去執行相應的操作。
請參見圖5所示，圖5是本實用新型中“主菜單”子程序流程圖。在本實用新型中，唯一的外部中斷源為時鐘電路提供的秒中斷，因此在主菜單程序里，要設置相應的狀態標志位，同時按秒采集且更新日期、時間數據以及攪拌轉速、電流數據等內容。
請參見圖6所示，圖6是本實用新型中“實時測量”子程序流程圖。在“實時測量”子菜單的程序流程中，要按15秒的周期采集物料溫度數據，除了要繪制相應的畫面外，還要依照固定的周期更新各項采樣數據，并繪制各項實時數據曲線；與主程序流程中的按鍵輸入處理程序相配合，可完成各項數據采集的啟動/停止、保存/刪除操作，以及測量畫面的切換及菜單的進入/退出。
請參見圖7所示，圖7是本實用新型中“歷史記錄”子程序流程圖。在“歷史記錄”子菜單的程序流程中，除了要繪制相應的畫面外，還要與主程序流程中的按鍵輸入處理程序相配合，選擇顯示歷史記錄數據曲線，以及歷史記錄的保護/刪除操作、畫面的切換及菜單的進入/退出。
請參見圖8所示，圖8是本實用新型中“數據修改”子程序流程圖。在“數據修改”子菜單的程序流程中，與主程序流程中的按鍵輸入處理程序相配合，主要完成各項信息參數(日期、時間等)的在線修改，以及各系統密碼的設置、菜單的進入/退出操作等。
請參見圖9所示，圖9是本實用新型中“外部中斷1”子程序流程圖。在“外部中斷1”子菜單的程序流程中，用以完成現場數據的保護及恢復，讀取更新日期、時間信息、并對攪拌轉速、攪拌申請進行采樣。
請參見圖10所示，圖10是本實用新型中“按鍵處理”子程序流程圖。在“按鍵處理”子菜單的程序流程中，搜索輸入鍵值，并根據所處的不同工作狀態完成相應的工作。
綜上所述，本實用新型集微控制器、集成電路及信號處理技術為一體，是專用于日化、醫藥產品生產過程中均質乳化工藝參數(物料溫度、攪拌轉速、攪拌電流、均質狀態、時間等)監測的高性能儀器。它可對上述工藝參數進行采樣，并在高亮度、大尺寸的液晶屏上，以時間曲線的形式直觀地顯示其變化趨勢(每組曲線長度最大為85分鐘)；也可將采樣數據保存于儀器內，以形成歷史記錄供長期保存(在本儀器內共可保存250組歷史記錄)；在歷史記錄清單里，可根據日期、時間及序號，任意選擇、調用所需的記錄，在液晶屏上以時間曲線的形式加以復現。并可移動游標，以完整地顯示曲線、指示各點的測量時刻及各點的工藝參數值。對于工廠來說，使用此儀器可獲得完整的生產數據記錄，既利于工廠的全面質量管理，又可為新產品的開發帶來極大的便利。
權利要求1.一種均質乳化工藝參數測量記錄儀，包括記錄儀(1)及其設置在記錄儀(1)中用于控制記錄儀(1)工作的控制器(2)；其特征在于所述的記錄儀(1)在其面板(11)上設有一顯示屏(12)；所述的控制器(2)包括總線；一與總線連接的單片機系統；與單片機系統連接的監視器、通訊接口電路、模數轉換電路；與總線連接的時鐘電路和顯示控制電路輸入輸出控制電路和存儲器。
2.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的單片機系統包括，型號為27256程序存儲器、型號為74LS373鎖存器和型號為8032單片機，組成單片機最小系統。
3.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的與單片機系統連接的監視器由型號為X25045監視器構成，在該監視器中部包括，看門狗定時器、復位電路及存儲器。
4.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的控制邏輯一電路由型號為GAL16V8門陣列電路構成，在門陣列電路中包括，片選信號譯碼電路、復位信號綜合電路、邏輯控制信號發生電路。
5.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的通訊接口電路由型號為75176的差分傳輸驅動器構成串行數字通訊接口。
6.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的時鐘電路采用的是型號為DS12C887時鐘電路。
7.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的模數轉換電路包括，一接收轉速信號變換模塊和電流信號變換模塊，和一型號為8253的可編程定時/計數器，該可編程定時/計數器接收接來自收轉速信號變換模塊和電流信號變換模塊變換成的頻率信號。
8.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的顯示控制電路包括，型號為SED1330點陣顯示控制電路，其輸出端與型號為DMF50174的液晶顯示屏連接，與DMF50174液晶顯示屏連接的還包括，電壓變換電路和逆變器。
9.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的輸入輸出控制電路包括，一型號為8255的可編程并行I/O接口，該可編程并行I/O接口8255擴充了一個可與市售的微型打印機相連的打印接口；還擴充了一用于監測均質機工作狀態的狀態I/O口，并與邏輯控制二電路連接，該邏輯控制二電路采用的是型號為GAL20V8門陣列電路，該門陣列電路與鍵輸入信號連接。
10.如權利要求1所述的均質乳化工藝參數測量記錄儀，其特征在于所述的與總線連接的存儲器采用的是型號為HK1255數據存儲器。
專利摘要本實用新型涉及一種均質乳化工藝參數測量記錄儀，包括記錄儀及其設置在記錄儀中用于控制記錄儀工作的控制器；其特點是記錄儀在其面板上設有一顯示屏；控制器包括總線；單片機系統；與單片機系統連接的監視器、通訊接口電路、模數轉換電路；與總線連接的時鐘電路和顯示控制電路、輸入輸出控制電路和存儲器；由此使本實用新型能對生產過程中均質乳化工藝參數進行采樣和顯示，并可將采樣數據保存于儀器內，形成歷史記錄；對于工廠來說，不僅可獲得完整的生產數據記錄，并可利于工廠的全面質量管理和可為新產品的開發帶來極大的便利，因此極為實用。
文檔編號G06F15/00GK2596440SQ0229432
公開日2003年12月31日 申請日期2002年12月27日 優先權日2002年12月27日
發明者冷忠民 申請人:上海理日科技發展有限公司