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ICS  T8310

 

自動(dòng)生化分析儀是用于醫(yī)院臨床檢驗(yàn)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(dòng)機(jī)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(jìn)行稀釋。進(jìn)而分別注入比色杯對反應(yīng)液進(jìn)行保溫和延時(shí)(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(shí)間進(jìn)行測試，zui后計(jì)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(gè)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(jìn)電機(jī)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(jì)算結(jié)果判斷指令。

　　3) 總控制程序，自動(dòng)機(jī)構(gòu)微電機(jī)控制，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)計(jì)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(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作算法子程序，自動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行子程序，數(shù)據(jù)讀取控制子程序，及數(shù)據(jù)計(jì)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(jī)界面的通訊，為梯形圖程序。

　　初始化復(fù)位子程序完成自動(dòng)機(jī)構(gòu)的回位和數(shù)據(jù)初始化，為梯形圖程序。

　　自動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作算法子程序完成安排自動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序判斷，為梯形圖程序。

　　自動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行子程序驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)完成要求的動(dòng)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(jī)構(gòu)為讀取數(shù)據(jù)的配合動(dòng)作，為梯形圖程序。

　　數(shù)據(jù)計(jì)算處理子程序完成生化分析所需的分析計(jì)算，由ST語言編寫子程序。

　　4) 硬件的安排

　　自動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和控制(包括比色用不同波長光源的自動(dòng)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(gè)微型步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，其中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)定位由 DI，高速DI以及AI接受運(yùn)動(dòng)和位置反饋信號用以控制步進(jìn)電機(jī)來實(shí)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(dòng)電熱元件實(shí)現(xiàn)?？刂凭葄ui高可達(dá)±0.05°C，典型值達(dá)到±0.1°C。

　　數(shù)據(jù)的讀入由前端對數(shù)運(yùn)算放大器(LOG100)接入AI實(shí)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(jī)界面的通訊由PLC的RS232串行口實(shí)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(shí)儀器已基本可以運(yùn)行。性價(jià)比好的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品以及設(shè)計(jì)方法，只有經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)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(diǎn)原因

　　l 設(shè)計(jì)人員沒有掌握PLC 技術(shù)，

　　l PLC的售價(jià)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(jià)比的小型PLC，使其設(shè)想成為可能。而且，儀器設(shè)計(jì)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(jī)容合，那樣設(shè)計(jì)人員將有更多便利的設(shè)計(jì)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。