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技術(shù)文章
ICS T8310
閱讀：518 發(fā)布時間：2018-1-15ICS T8310
自動生化分析儀是用于醫(yī)院臨床檢驗血液生化指標(biāo)的復(fù)雜儀器，在分析類儀器中，它的復(fù)雜程度是zui高的。
生化分析儀的基本功能是按照各自不同的生化方法要求設(shè)定測試參數(shù)，然后自動機構(gòu)取樣并按照設(shè)定對各樣品及同一樣品的不同測試加入所需的試劑，按所需特定比例進行稀釋。進而分別注入比色杯對反應(yīng)液進行保溫和延時(經(jīng)稀釋后的樣品稱為反應(yīng)液)，下一步對反應(yīng)液按照所需編排好的測試方法和時間進行測試，zui后計算并儲存和打印測試結(jié)果。
儀器的具體構(gòu)造此不贅述。
從而得到生化分析儀對電子系統(tǒng)的軟硬件要求,并據(jù)此選擇PLC的軟硬件配置。
1) 硬件要求
120K程序內(nèi)存
3 AI輸入
24 DI輸入
16 DO輸出，包括2 -PTO，1-PWM輸出
2 AO 輸出
RS232(及485)串行口
如有必要可以選擇2個或更多PLC CPU模塊聯(lián)合控制。
2) 軟件功能及內(nèi)部函數(shù)要求
輸入高速記數(shù)，
高速脈沖輸出，
步進電機脈沖控制模塊
PID 控制功能塊
自由通訊功能塊
基于ST文本的數(shù)據(jù)處理子程序
多種邏輯和計算結(jié)果判斷指令。
3) 總控制程序，自動機構(gòu)微電機控制，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)計算處理軟硬件安排
儀器的PLC控制軟件由主控制程序，初始化復(fù)位子程序，自動機構(gòu)動作算法子程序，自動機構(gòu)運動執(zhí)行子程序，數(shù)據(jù)讀取控制子程序，及數(shù)據(jù)計算處理子程序組成。
主控制程序完成各子程序的選擇執(zhí)行以及與人機界面的通訊，為梯形圖程序。
初始化復(fù)位子程序完成自動機構(gòu)的回位和數(shù)據(jù)初始化，為梯形圖程序。
自動機構(gòu)動作算法子程序完成安排自動機構(gòu)的動作順序判斷，為梯形圖程序。
自動機構(gòu)運動執(zhí)行子程序驅(qū)動自動機構(gòu)完成要求的動作，為梯形圖程序。
數(shù)據(jù)讀取控制子程序執(zhí)行檢測數(shù)據(jù)的讀取和機構(gòu)為讀取數(shù)據(jù)的配合動作，為梯形圖程序。
數(shù)據(jù)計算處理子程序完成生化分析所需的分析計算，由ST語言編寫子程序。
4) 硬件的安排
自動機構(gòu)的運動和控制(包括比色用不同波長光源的自動選擇轉(zhuǎn)換)由高速脈沖輸出端口配合普通DO端口選擇控制多個微型步進電機來實現(xiàn)，其中機構(gòu)的運動定位由 DI，高速DI以及AI接受運動和位置反饋信號用以控制步進電機來實現(xiàn)。
恒溫槽的溫度由AI接收溫度傳感器，經(jīng)PLC的PID結(jié)合脈寬調(diào)制驅(qū)動電熱元件實現(xiàn)。控制精度zui高可達±0.05°C，典型值達到±0.1°C。
數(shù)據(jù)的讀入由前端對數(shù)運算放大器(LOG100)接入AI實現(xiàn)。由于PLC可設(shè)置數(shù)字濾波參數(shù)。所以數(shù)據(jù)采集*可以保持所需的精度要求。
PLC與人機界面的通訊由PLC的RS232串行口實現(xiàn)，可以采用PLC自身的MODBUS協(xié)議，也可以采用PLC提供的自由協(xié)議功能塊，這樣編程更方便。本系統(tǒng)采用自由通訊協(xié)議。
四、結(jié)論和展望
到節(jié)稿時儀器已基本可以運行。性價比好的設(shè)計和產(chǎn)品以及設(shè)計方法，只有經(jīng)過實踐檢驗才能證明其優(yōu)劣，以往PLC 從未用作精密儀器控制的核心主要有以下幾點原因
l 設(shè)計人員沒有掌握PLC 技術(shù)，
l PLC的售價比較高，
l 幾年前的小型PLC的軟硬件性能還不能支持復(fù)雜儀器的控制要求。
近年來工控市場上新的PLC品牌不乏高性價比的小型PLC，使其設(shè)想成為可能。而且，儀器設(shè)計者如果更多采用PLC產(chǎn)品，必將促使PLC制造商不斷提高PLC的性能，以及向單板機容合，那樣設(shè)計人員將有更多便利的設(shè)計手段和軟硬件可選擇。從而縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，增加產(chǎn)品品種，使用戶、儀器開發(fā)商和PLC生產(chǎn)商都得到好處。