[发明专利]一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法

权利要求书

1.一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，包括驱动层、接口层、核心层和用户层；

驱动层，用于通过接口层接收核心层控制指令，并驱动现场实验设备实现操作；

接口层，包括设在现场实验设备与核心层控制器之间的通讯接口，用于驱动层、核心层的指令和数据传输；

核心层，包括控制器，用于根据用户指令输出控制信号至驱动层控制现场设备完成化学实验，以及实时采集现场设备状态数据、监控实验流程；

用户层，为面向用户的可视化界面，用于采集用户输入的实验相关指令发送至后台核心层，以及向用户展示实验相关的状态及数据，实现人机交互。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述驱动层包括：

运动控制子系统，用于接收核心层实验执行单元的运动控制指令，进而转换为现场实验设备的运动或操作；

化学反应子系统，用于接收核心层实验执行单元的反应控制指令，并转换为现场实验设备的温度、压力等控制操作；

设备辅助子系统，包括监控设备、示教设备、照明设备，用于实验监测、设备调教、光线调节；

数据采集子系统，用于实时记录实验过程中的数据，上传至核心层。

3.根据权利要求2所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述现场实验设备包括：三轴直线运动平台、末端夹持设备、反应控制设备，三轴直线运动平台用于实现样品转移操作，末端夹持设备用于实现夹持物体的抓取、旋转、倾倒以及搅拌动作，反应控制设备用于提供化学反应所需的温度、压力等反应条件。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述接口层包括：

设备控制接口，运动系统和化学反应系统的接口控制；

设备维护接口，实现设备定义、设备状态等设备基础信息的维护操作；

数据采集接口，实现设备数据、实验数据的数据采集功能。

5.根据权利要求1所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述核心层包括：

设备管理单元，用于实现核心层与现场实验设备之间的指令映射，包括设备参数定义指令、设备状态控制指令、设备维护指令、单步控制指令、设备自检指令；

实验设计单元，用于向用户提供设计功能项，将根据用户的输入指令转换成化学实验的执行逻辑，所述设计功能项包括实验模板、约束检查、模型定义、设计管理功能项；

实验执行单元，将实验设计的执行逻辑转换为自动化现场实验设备的具体执行动作指令，包括实验准备指令、初始自检指令、实验动作控制指令、过程监测指令；

实验数据单元，用于实现实验设备及实验过程的数据处理，包括实验报告、实验日志、数据存储、数据导出、数据管理。

6.根据权利要求5所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述核心层还包括智能集成单元，用于构建基本指令集、定义设备模型、构建控制规则库、搭建推理引擎；所述基本指令集和设备模型定义实现用户领域和硬件设备之间解耦；所述控制规则库和推理引擎实现设计过程中的约束检查和智能提示。

7.根据权利要求1所述的一种用于自动化合成设备的控制系统架构设计方法，其特征在于，所述用户层基于核心层的控制逻辑，实现用户输入信息采集、设备参数定义、实验流程控制及数据整合分析。