CN116804863B - 一种自由切换输出功能的方法及控制器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自由切换输出功能的方法及控制器装置，属于集成电路与控制器技术领域。该方法包括以下步骤：S1、定义控制器的多路功率输出器件的控制参数，即定义F1‑Fm参数，分别对应m路功率输出器件的控制参数；S2、确认F1‑Fm参数范围，F1‑Fm每一个控制参数设置的数值范围为0‑n；S3、扩展F1‑Fm参数范围：根据需要扩展功率输出器件功能输出数量，即n能够不断扩展。本发明提供的方法和装置能让控制器的每一路的功率输出不是固定确定的输出，而是能够人为自由选择所需要的功能输出，从而大大方便售后服务、仪器研发以及控制器的软件管理。
Description
技术领域
本发明属于集成电路与控制器技术领域，涉及一种自由切换输出功能的方法及控制器装置。
背景技术
控制器的输出装置，一般采取通用功率继电器或电磁阀或固态继电器等等，这些输出器件都是一种用小电流控制的开关，也就是用小电流控制大电流的器件。目前，这些器件广泛应用用于自动控制电路，比如目前大部分实验室仪器、医疗器械仪器、环境试验仪器等的控制器的输出就使用了通用功率继电器或电磁阀或固态继电器。
目前在控制器的设计中，使用通用功率继电器或电磁阀或固态继电器输出大部分是固定功能的输出，比如功率继电器输出1为循环高速风机输出，功率继电器输出2为照明输出，功率继电器输出3为紫外灭菌数据，功率继电器输出4为制冷输出等等。由于这些功率继电器输出器件的功能都是固定了的，导致功率继电器坏了，就必须要换控制器，不利于售后服务。而且从研发仪器的角度出发，需要有些功率继电器有特殊的功能用法，这样就必须要修改软件程序，一个特殊的功能输出对应一个软件程序，不能灵活使用，这样就非常不利于非标产品的研发，生产和定制，无形中大大增加了控制器的软件管理成本。
因此，针对上述技术现状，目前急需设计一种方法，能让控制器的每一路的功率输出，不是固定确定的输出，而是能够人为自由选择所需要的功能输出，从而大大方便售后服务、仪器研发以及控制器的软件管理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自由切换输出功能的方法及控制器装置，该方法针对多路功率输出能够通过软件实现灵活自由切换输出功能，该控制器装置能够实现自由切换多路功率输出功能。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自由切换输出功能的方法，该方法包括以下步骤：
S1、定义控制器的多路功率输出器件的控制参数，即定义F1-Fm参数，分别对应m路功率输出器件的控制参数，如果该控制器有8路功率输出器件，则m＝8,相当于定义了8路控制参数，分别为F1,F2……F8，F1代表的是第1路功率输出器件的控制参数，F2代表的是第2路功率输出器件的控制参数，以此类推，F8代表的是第8路功率输出器件的控制参数，即m代表的是m路功率输出器件的控制参数；
S2、确认F1-Fm参数范围，F1-Fm每一个控制参数设置的数值范围为0-n；数值0定义功率输出器件的功能1输出，数值1定义功率输出器件的功能2输出，数值2定义功率输出器件的功能3输出，以此类推，数值n定义功率输出器件的功能n+1输出；
S3、扩展F1-Fm参数值范围：根据需要扩展功率输出器件功能输出数量，即n能够不断扩展；比如现有的功率输出器件功能输出n为47，但有一个新的仪器项目，48个功能输出都不能满足其要求，此时需要再定义一个新的功能输出，软件升级，n变成48，再把该新功能写入程序定义为功能49输出即可；
S4、通过对软件参数F1-Fm设置实现自由切换多路功率输出功能，即可以实现m*(n+1)种功能输出组合，比如m＝9,n＝48,则通过参数设置实现9*49＝441种功能输出组合。
进一步，在步骤S4中，具体包括以下步骤：
先读取F1参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第一路I/O口，第一路I/O口再控制第一路功率输出器件的打开或关闭。
再读取F2参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第二路I/O口，第二路I/O口再控制第二路功率输出器件的打开或关闭。
依次类推，直到最后读取Fm参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第m路I/O口，第m路I/O口再控制第m路功率输出器件的打开或关闭。
一种自由切换输出功能的控制器装置，该控制器装置由m路通用功率继电器输出电路以及控制m路通用功率继电器输出电路的F1-Fm参数组成；所述m路通用功率继电器输出电路，主要用于功能输出的执行；m路通用功率继电器输出电路，由单片微控制器的IO口，光电耦合器，三极管电流放大以及12V通用功率继电器组成，其中m为控制器装置功能所需要的通用功率继电器输出电路路数。
本发明的有益效果在于：
1)采用本发明技术方案，在应用现场，如果某路功率输出故障，则无需更换控制器，只需把备用的功率输出功能设定到与损坏的那路功率输出功能一致，再更换接线即可，非常方便售后的维修，甚至使用者通过电话或视频指导就能现场解决。
2)本发明技术方案通用化了控制器装置的软件，不同的功率输出应用，只需把功率输出功能切换到与该应用一致就行，无需修改软件。如果现有的软件不能达到输出功能应用要求，则只需升级软件即可，还是一个软件，就可以一直扩展所需要的功能输出。
3)功率输出功能的标准化表，不同的控制器装置，功率输出的功能定义是一致的。这个就非常有利于售后服务人员和仪器研发人员的使用，只需要一份标准功率输出自由切换手册对照表就行。
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来实现和获得。
附图说明
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优选的详细描述，其中：
图1为多路功率输出自由切换软件实现流程图；
图2为根据参数值传递来控制功能输出函数软件实现流程图；
图3为多路通用功率输出继电器电路图；
图4为本发明所述方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
如图4所示，本发明提供的一种自由切换输出功能的方法具体包括以下步骤：
S1、定义控制器的多路功率输出器件的控制参数，即定义F1-Fm参数，分别对应m路功率输出器件的控制参数，如果该控制器有8路功率输出器件，则m＝8,相当于定义了8路控制参数，分别为F1,F2……F8，F1代表的是第1路功率输出器件的控制参数，F2代表的是第2路功率输出器件的控制参数，以此类推，F8代表的是第8路功率输出器件的控制参数，即m代表的是m路功率输出器件的控制参数；
S2、确认F1-Fm参数范围，F1-Fm每一个控制参数设置的数值范围为0-n；数值0定义功率输出器件的功能1输出，数值1定义功率输出器件的功能2输出，数值2定义功率输出器件的功能3输出，以此类推，数值n定义功率输出器件的功能n+1输出；
S3、扩展F1-Fm参数范围：根据需要扩展功率输出器件功能输出数量，即n能够不断扩展；比如现有的功率输出器件功能输出n为47，但有一个新的仪器项目，48个功能输出都不能满足其要求，此时定义一个新的功能输出，软件升级，n变成48，再把该新功能写入程序中定义为功能49输出即可；
S4、通过软件实现自由切换多路功率输出功能。
图1为多路功率输出自由切换软件实现流程图；图2为根据参数值传递来控制功能输出函数软件实现流程图；图3为多路通用功率输出继电器电路图。
在本实施例中，控制器装置具备九路通用功率继电器输出，该控制器装置的每一路都具备通用功率继电器输出功能切换。所述控制器装置每一路通用功率继电器输出具备48种功能输出切换，并把这48种功能切换做为公司的标准，以后所有设计的控制器装置必须符合此标准。
48种输出功能定义如下：
0：温度测量值低于LA参数值有输出，工作时有效
1：超温报警有输出
2：压缩机制冷输出
3：高速循环风机输出
4：中速循环风机输出
5：低速循环风机输出
6：照明输出
7：温度设定值低于yu参数值有输出，工作时有效
8：紫外灯杀菌输出
9：温度设定值高于yu参数值有输出，工作时有效
10：温度测量值高于LA参数值有输出，工作时有效
11：温度测量值低于yu参数值有输出，工作时有效
12：测量温度值高于yu参数值有输出，工作时有效
13：第一路温度加热输出
14：加湿输出
15：手动输出，无输出指示灯显示
16：手动输出，无输出指示灯显示，但缺水或开门强制关输出。
17：第四路温度加热输出
18：仪器运行工作时有输出
19：温度测量值低于温度设定值加上Mu参数值有输出，工作时有效
20：温度测量值高于温度设定值加上Mu参数值有输出，工作时有效
21：手动输出，带风机图标显示
22：压力控制抽真空输出
23：二氧化碳浓度充气输出
24：氧或氮气浓度充气输出
25：第二路温度加热输出
26：光照1级输出
27：光照2级输出
28：光照3级输出
29：光照4级输出
30：湿度设定值高于Ah参数值有输出，工作时有效
31：湿度设定值低于Ah参数值有输出，工作时有效
32：湿度测量值高于Ah参数值有输出，工作时有效
33：湿度测量值低于Ah参数值有输出，工作时有效
34：湿度测量值高于湿度设定值加上Ah参数值有输出，工作时有效
35：湿度测量值低于湿度设定值加上Ah参数值有输出，工作时有效
36：控制第一路压缩机输出
37：控制第二路压缩机输出
38：高温灭菌起动后有输出
39：开门自动开照明输出，关门后手动控制照明输出
40：自动补水输出
41：第三路温度加热控制输出
42：有故障警报时输出。
43：测量温度低于du参数值有输出，工作时有效
44：测量温度高于du参数值有输出，工作时有效
45：压缩机制冷流量剂电磁阀控制输出
46：停机时有输出
47：定时结束后有输出
在本实施例中，例举有一种培养箱，需要用到上述所示的控制器装置，需要具备如下通用功率继电器输出：
1)机芯温度为第三路温度，需要控制输出，以防止机芯潮湿；
2)低速循环风机输出；
3)中速循环风机输出；
4)高速循环风机输出；
5)门温温度为第二路温度，需要控制输出，以防止玻璃门结雾；
6)压缩机制冷输出；
7)紫外灯杀菌输出；
根据以上的需求，培养箱的研发工程师把F1参数值设置为41，为第三路温度加热输出，控制机芯温度；把F2参数值设置为5，为低速循环风机输出；把F3参数值设置为4，为中速循环风机输出；把F4参数值设置为3，为高速速循环风机输出；把F5参数值设置为25，为第二路温度加热输出，控制门温；把F6参数值设置为2，压缩机制冷输出；把F7参数值设置为8，紫外灯杀菌输出；另外F8,F9控制的2路输出做为备用输出。根据接线的方便，研发工程师也可以自由组合成这7种输出，非常的灵活。
该培养箱在用户使用场合中发现，紫外灯杀菌输出失灵，根据维修手册，第8路为备用输出，此时售后人员把F8设置为8，把第8路定义到紫外灯杀菌输出功能，再把原来的紫外灯杀菌输出从第7路改接到第9路输出，不需要更换任何器件，只需要程序上软件参数的设置以及接线的更换，就非常灵活方便完成了此次售后维修服务。
该培养箱在用户使用时，用户提出，希望有警报时能够通过大音量蜂鸣器提醒，根据维修手册，第9路为备用输出，此时售后人员把F9设置为42，即把第9路定义到有故障警报时有输出，再把第9路输出接上大音量蜂鸣器。不需要改软件，不需要换控制器，只需要加上一个大音量蜂鸣器器件以及程序上软件参数的设置，就非常方便地满足了客户的需求。
如果仪器研发工程师需要一种功能输出，上述的功能输出都不能满足其需要，此时需要扩展新功能输出，把47扩展到48,49,50,51等等，以此类推。功能输出扩展后，及时更新功能输出标准对照表。
在本实施例中，再例举有一种干燥箱，需要用于干燥金属粉末，该粉末在空气充分及达到一定温度后容易引起粉末燃烧或***，因此要求是必须在工作的时候不允许开门，停机的时候，箱内温度必须要低于某个温度值才能允许开门，否则开门后将会引起金属粉末燃烧或***。因为干燥箱内干燥的样品粉尘粒径非常小，且具有***性，开门后，空气充分进来，粉尘与空气的接触面积大大增加，如果开门时箱内温度过高，开门后过高的温度就是局部的点火源，可引起粉尘燃烧，如果达到了***浓度，那么局部燃烧释放的能量可以延伸，导致多米诺骨牌效应，使得整个粉尘空间发生剧烈的***。因此必须要停机时且箱内温度降到某温度值才能手动开门。
对比以上的48种功能输出，都达不到该干燥箱的要求，因此需要扩展新功能输出，新功能定义为“温度测量值低于yu参数值有输出，停机时有效”，即当工作的时候，该新功能无输出；当停机的时候，如果温度测量值高于等于yu设定参数值，也无输出；只有当停机的时候且温度测量值低于yu设定参数值时，才有输出。把这个新功能输出连接到电子门锁，无输出时，电子门锁所住，手动开不了门；只有当有输出时，电子门锁解锁，手动才能开门。达到要求。
升级软件，F1-Fm的设置范围从47改到48，即n变为了48,为第49功能输出，输出定义为“温度测量值低于yu参数值有输出，停机时有效”。然后设置允许的开门温度值到yu参数，再把F1-Fm中的一路设为48，再把该路输出接上电子门锁即完成了此款干燥箱的标准化设计和生产。
更新功能输出标准对照表如下：
0：温度测量值低于LA参数值有输出，工作时有效
1：超温报警有输出
2：压缩机制冷输出
3：高速循环风机输出
4：中速循环风机输出
5：低速循环风机输出
6：照明输出
7：温度设定值低于yu参数值有输出，工作时有效
8：紫外灯杀菌输出
9：温度设定值高于yu参数值有输出，工作时有效
10：温度测量值高于LA参数值有输出，工作时有效
11：温度测量值低于yu参数值有输出，工作时有效
12：测量温度值高于yu参数值有输出，工作时有效
13：第一路温度加热输出
14：加湿输出
15：手动输出，无输出指示灯显示
16：手动输出，无输出指示灯显示，但缺水或开门强制关输出。
17：第四路温度加热输出
18：仪器运行工作时有输出
19：温度测量值低于温度设定值加上Mu参数值有输出，工作时有效20：温度测量值高于温度设定值加上Mu参数值有输出，工作时有效21：手动输出，带风机图标显示
22：压力控制抽真空输出
23：二氧化碳浓度充气输出
24：氧或氮气浓度充气输出
25：第二路温度加热输出
26：光照1级输出
27：光照2级输出
28：光照3级输出
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30：湿度设定值高于Ah参数值有输出，工作时有效
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33：湿度测量值低于Ah参数值有输出，工作时有效
34：湿度测量值高于湿度设定值加上Ah参数值有输出，工作时有效35：湿度测量值低于湿度设定值加上Ah参数值有输出，工作时有效36：控制第一路压缩机输出
37：控制第二路压缩机输出
38：高温灭菌起动后有输出
39：开门自动开照明输出，关门后手动控制照明输出
40：自动补水输出
41：第三路温度加热控制输出
42：有故障警报时输出。
43：测量温度低于du参数值有输出，工作时有效
44：测量温度高于du参数值有输出，工作时有效
45：压缩机制冷流量剂电磁阀控制输出
46：停机时有输出
47：定时结束后有输出
48：温度测量值低于yu参数值有输出，停机时有效。
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。
Claims (2)
1.一种自由切换输出功能的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、定义控制器的多路功率输出器件的控制参数，即定义F1-Fm参数，分别对应m路功率输出器件的控制参数，分别为F1,F2……Fm，F1代表的是第1路功率输出器件的控制参数，F2代表的是第2路功率输出器件的控制参数，以此类推，m代表的是第m路功率输出器件的控制参数；
S2、确认F1-Fm参数范围，F1-Fm每一个控制参数设置的数值范围为0-n；数值0定义功率输出器件的功能1输出，数值1定义功率输出器件的功能2输出，数值2定义功率输出器件的功能3输出，以此类推，数值n定义功率输出器件的功能n+1输出；
S3、扩展F1-Fm参数范围：根据需要扩展功率输出器件功能输出数量，即n能够不断扩展；
S4、通过对软件参数F1-Fm设置实现自由切换多路功率输出功能，即可以实现m*(n+1)种功能输出组合；
在步骤S4中，具体包括以下步骤：
先读取F1参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第一路I/O口，第一路I/O口再控制第一路功率输出器件的打开或关闭；
再读取F2参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第二路I/O口，第二路I/O口再控制第二路功率输出器件的打开或关闭；
依次类推，直到最后读取Fm参数的值，把该值传递到功能输出函数，根据传递过来的值，实现该值所定义的功能输出，并把该功能输出是打开或关闭的状态返回给CPU控制芯片的第m路I/O口，第m路I/O口再控制第m路功率输出器件的打开或关闭。
2.一种使用权利要求1所述的自由切换输出功能方法的控制器装置，其特征在于：该控制器装置由m路通用功率继电器输出电路以及控制m路通用功率继电器输出电路的F1-Fm参数组成；所述m路通用功率继电器输出电路，主要用于功能输出的执行；m路通用功率继电器输出电路，由单片微控制器的IO口，光电耦合器，三极管电流放大以及12V通用功率继电器组成，其中m为控制器装置功能所需要的通用功率继电器输出电路路数。
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