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全自动尿液分析仪中运动控制系统的设计与实现

发布时间:2018-12-27 07:58
【摘要】:随着医疗行业体外诊断设备的不断发展,信息化、网络化、自动化程度持续提升,从半自动血球分析仪到全自动生化分析仪,从手动进样的干化学分析仪到全自动进样的尿液分析仪,IVD(In Vitro Diagnostic体外诊断)设备不可逆转的朝着全自动化流水线的方向发展,从而体外诊断设备开发对其内部运动控制系统的设计也提出更高的要求。多设备、多运动控制卡组合开发,大量并行、循环、条件分支的运动逻辑也加入系统设计中来。在医疗领域,传统运动控制设计模式大多移植于数控领域的运动控制卡组合方式。由于数控领域与医疗领域的应用区别,如何在多运动卡之间编程组合运动逻辑始终是长期困扰研究人员的问题。本论文分析了国内外运动控制系统的现状,对IVD设备中运动控制系统进行了需求分析和设计。提出适合IVD行业设备内多运动控制卡的组合设计,使用了统一的上位机运动资源配置,将设备的整体运动逻辑统一在上位机编辑,并通过编译原理的运用解决了任意运动逻辑的表达问题。此运动控制系统的设计与实现,将IVD设备的运动控制开发与实际产品的硬件分离开来,有效的提高了产品运动控制开发的效率,大大降低了关键技术的实现复杂度。本论文摒弃了原有IVD行业中上中下三位机运动逻辑分离式的设计,通过设备内网络路由器实现多运动控制卡与上位机的连接,运动控制卡(下位机)硬件统一设计,运动卡的运动逻辑抽象为统一独立的单步运动,所有系统运动的并行、顺序、条件分支、条件循环等都由上位机运动脚本编辑完成。系统通过设计扩展结构化INI配置文件,达到类数据库的可视化数据存储能力;并通过select管理调度多运动控制卡网络通讯;同时,在系统配置工具中增加了可视化的单步调试功能,便于运动逻辑的调试与二次开发。本运动系统开发完成后,进行了系统功能测试、系统集成测试和系统性能测试。该系统实现了预期的设计需求,在任意运动逻辑表达上满足IVD设备内运动开发的需求,同时设计了运动系统开发与维护的分离,在不改变硬件及下位机软件的基础上实现了运动控制二次开发的能力。
[Abstract]:With the continuous development of medical industry in vitro diagnostic equipment, information technology, networking, automation level continues to improve, from semi-automatic blood cell analyzer to automatic biochemical analyzer, From manual injection of dry chemistry analyzer to automatic injection of urine analyzer, IVD (In Vitro Diagnostic in vitro diagnosis) equipment irreversibly towards the direction of full automatic assembly line. Therefore, the development of in-vitro diagnostic equipment has higher requirements for the design of internal motion control system. Multi-device, multi-motion control card combination development, a large number of parallel, cyclic, conditional branch of the motion logic also added to the design of the system. In the medical field, the traditional motion control design mode is mostly transplanted to the movement control card combination mode in the numerical control field. Because of the difference between numerical control and medical application, how to program and combine motion logic between multiple motion cards has always been a problem that puzzles researchers for a long time. This paper analyzes the current situation of motion control system at home and abroad, and analyses and designs the motion control system in IVD equipment. This paper puts forward a combination design of multi-motion control card suitable for IVD industry equipment. It uses a unified upper computer motion resource configuration and unifies the whole motion logic of the equipment in the editing of the upper computer. The problem of the expression of arbitrary motion logic is solved by the application of compiling principle. The design and implementation of the motion control system separates the motion control development of the IVD device from the hardware of the actual product, effectively improves the efficiency of the product motion control development, and greatly reduces the complexity of the key technology. This paper abandons the design of motion logic separation of upper, middle and lower computers in the original IVD industry, realizes the connection between the multi-motion control card and the host computer through the network router in the equipment, and designs the motion control card (lower computer) hardware unified. The motion logic of the motion card is abstracted as a unified and independent single-step motion. The parallel, sequential, conditional branch and conditional loop of all the system movements are edited by the motion script of the upper computer. By designing and extending the structured INI configuration file, the system achieves the visual data storage ability of the class database, and manages and dispatches the multi-motion control card network communication through the select. At the same time, the visual single step debugging function is added to the system configuration tool, which is convenient for the debugging and secondary development of motion logic. After the development of the system, the system function test, system integration test and system performance test are carried out. The system realizes the expected design requirements, meets the requirements of motion development in IVD devices in terms of arbitrary motion logic expression, and designs the separation of the development and maintenance of the motion system at the same time. The ability of motion control secondary development is realized on the basis of not changing the hardware and the lower computer software.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH77;TP311.52

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本文编号:2392741

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