本发明涉及电磁阀控制，具体而言，涉及一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法。
背景技术：
1、电磁阀是一种控制流体的基础执行元件，在工业领域应用广泛。在电磁阀数量较多的场合，当前存在的问题：1.一个电磁阀需要2条导线，这会导致现场线缆较多而混乱，布线工作量大，故障排查困难。线缆成本，也不可忽视。2.一个电磁阀，需要单独占用上位机的一个输出端口，导致成本、体积、功耗增加。为了解决问题1，市面上出现了多针式的集成汇流板方案。该方案把多个电磁阀，并排、集中地安装在汇流板上，收拢了线缆，较好地解决了线缆混乱、施工费时费力的问题。但没有节省线缆，也没有解决问题2。为了解决问题2，市面上出现了总线通讯阀岛方案。在多针式的集成汇流板方案的基础上，多个电磁阀共享一个转换模块，占用一个通讯址，形成一个阀岛；多个阀岛，通过现场总线连接到上位机，但各电磁阀仍需占用转换模块的输出端口。
2、上述的解决方案，有一个共同的特点，即，各个电磁阀的线圈直接地连接到上位机，或者转换模块。电磁阀数量较多时，这种直接连接方式，会导致可靠性、成本、体积、难以扩展等问题。
3、可以采用常规的、类似于rs485 modbus的方案，实现多个电磁阀级联通讯。但是，实施时必须为每个电磁阀编排通讯地址，这在工程应用上，极不方便。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，克服电磁阀与上位机，或者电磁阀与转换模块之间的直接连接所导致的可靠性、成本、体积、难以扩展等问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、本发明提供一种新型的电磁阀。针对单个电磁阀，设置一个电路板，且在电路板上设置有控制芯片、输入接口、输出接口、接收电路、发送电路和线圈驱动电路。为控制芯片，编写了应用程序，由控制芯片执行应用程序，实现数据接收、数据截留、数据转发。
4、各个电磁阀，通过输入接口、输出接口级联。除第一个电磁阀以外，各电磁阀通过输入接口，连接到前一个相邻电磁阀的输出接口，接收来自前一个相邻电磁阀的通讯数据。特别地，第一个电磁阀的输入接口与上位机相连接，接收来自上位机的通讯数据。通讯数据序列中，包含有多个数据段。
5、所述的数据截留，是指控制芯片执行数据截留程序，截留接收到的通讯数据序列中的第一个数据段。截留的数据段用来控制电磁阀自身的线圈；
6、所述的数据转发，是指控制芯片执行数据转发程序，将当前电磁阀截留后剩余的通讯数据序列通过发送电路和输出接口转发给后继的电磁阀，由此实现电磁阀的通讯级联；且发送电路具备合适的扇出能力，以便可靠地传送信号给后继电磁阀。
7、所述的控制芯片同时监测通讯接收信号的状态，当监测到特定的信号时，例如，特定时长的总线空闲，或者特定的数据序列，才更新线圈的状态。未接收到有效数据的控制芯片，保持线圈状态不变。
8、控制芯片验证已截留数据段的有效性，并根据其内容更新线圈的状态。
9、所述的线圈驱动电路，根据截留到的数据段的内容来驱动电磁阀的线圈；
10、进一步地，所述各个级联的电磁阀的线圈更新操作是异步的，其异步时间差计算如下：
11、设总共有n个电磁阀，通讯数据序列中每个数据段是包含10个位的uart帧、38400波特率的通讯格式，则第一个电磁阀与最后一个电磁阀的更新时间最大差异为：
12、δt＝n*1000/38400*10
13、例如电磁阀个数n为16个，则更新时间最大差异δt＝16*1000/38400*10＝4.166(毫秒)。
14、相比于电磁阀自身的动作时间50-100毫秒，在工程应用中，上述的时间差，并不影响电磁阀的动作效果。
15、应用程序对数据处理所致的延时是极小的，约为20-30微秒，这里忽略不计。
16、本发明还提供一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，基于设计的电磁阀，通过电路板中的输入接口和输出接口用于实现各个电磁阀之间的级联，具体是在输入接口和输出接口中各设置一条非直接连通的通讯信号线，同时设置有一对直连的电源线。
17、进一步地，每个电磁阀的通讯信号，通过控制芯片，以非直接相连的方式级联。
18、进一步的，除第一个电磁阀以外，各电磁阀中的控制芯片接收前一个相邻电磁阀的通讯数据，从中截留电磁阀自身所需的第一个数据段，用于控制电磁阀线圈的状态，同时转发剩余数据段给后继电磁阀。特别地，第一个电磁阀的输入接口与上位机相连接，接收来自上位机的通讯数据。通讯数据序列中，包含有多个数据段。
19、进一步地，本发明中参与级联的电磁阀没有具体数量限制；
20、进一步的，本发明中参与级联的电磁阀不需要编排通讯地址，仅以一条通讯信号线，可以是单端传输uart格式，或者单线归零码格式，不需要同步时钟、使能、锁存信号。
21、进一步地，为提高可靠性，通讯信号可以采用差分传输方式。
22、进一步地，当上位机发送的数据段数目，多于实际级联的电磁阀数目时，多余的数据段会被最后一个电磁阀输出，并遗弃。反之，当上位机发送的数据段数目，少于实际级联的电磁阀数目时，级联位置居后的部分电磁阀，因为不能取得有效的数据段，而保持自身状态不变。
23、因此，本发明的传输数据段的数目，不必严格等于所级联电磁阀的数目。
24、本发明有益效果如下：
25、本发明因为采用了“截留第一个数据段，转发剩余数据段”策略，电磁阀控制芯片自然地从上位机所发送数据序列中，取得与其级联位置相对应的数据段，不需要对各电磁阀编排通讯地址。电磁阀的具体数量也不受限制，实现了自由级联。
26、相比于从头到尾、通讯线直接连接的传输方式，本发明采用了间接转发数据策略，各电磁阀本身就是通讯中继者，能够有效地避免长距离条件下通讯信号的衰减和畸变。
1.一种新型的电磁阀，其特征在于针对单个电磁阀设置有一个电路板，且在电路板上设置有控制芯片、输入接口、输出接口、接收电路、发送电路和线圈驱动电路；针对控制芯片设计有应用程序，包括数据接收程序、数据截留程序和数据转发程序；通过控制芯片执行应用程序，实现数据接收、数据截留、数据转发；并根据截留到的数据段的内容,经所述的线圈驱动电路，驱动电磁阀的线圈。
2.根据权利要求1所述的一种新型的电磁阀，其特征在于，所述的数据接收，是指控制芯片执行数据接收程序，通过输入接口、接收电路，接收来自前一个相邻电磁阀，或者上位机的通讯数据。
3.根据权利要求1所述的一种新型的电磁阀，其特征在于，所述的数据截留，是指控制芯片执行数据截留程序，截留接收到的通讯数据序列中的第一个数据段，截留的数据段用来控制电磁阀自身的线圈。
4.根据权利要求1所述的一种新型的电磁阀，其特征在于，所述的数据转发，是指控制芯片执行数据转发程序，将当前电磁阀截留后剩余的通讯数据序列通过输出接口、转发给后继的电磁阀，由此实现电磁阀的通讯级联。
5.根据权利要求1所述的一种新型的电磁阀，其特征在于，电路板包括控制芯片u1、输入接口cn1和输出接口cn2，第一电阻r1-第七电阻r7、三极管q1、第一电容c1、第二电容c2、第一二极管d1-第五二极管d5、稳压二极管z1。
6.一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，其特征在于，包括多个如权利要求1所述的电磁阀，通过电路板中的输入接口和输出接口实现各个电磁阀之间的级联，且输入接口和输出接口中各设置一条非直接连通的通讯信号线，同时设置有一对直连的电源线。
7.根据权利要求6所述的一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，其特征在于，各电磁阀中的控制芯片通过输入接口、接收电路，接收来自前一个相邻电磁阀或者上位机的通讯数据，从中截留电磁阀自身所需的第一个数据段，用于控制电磁阀线圈的状态；并通过输出接口、发送电路转发剩余数据序列给后继的电磁阀，由此实现电磁阀的通讯级联，且通讯数据序列中，包含有多个数据段。
8.根据权利要求6所述的一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，其特征在于，参与级联的电磁阀不需要编排通讯地址，仅以一条通讯信号线，以uart或者归零码的格式实现通讯,不需要同步时钟、使能、锁存信号；且参与级联的电磁阀没有具体数量限制。
9.根据权利要求6所述的一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，其特征在于，所述的控制芯片同时监测通讯信号线的状态，当监测到特定的信号时，才更新线圈状态；所述的特定的信号可以是总线空闲间隔，或者特定的数据序列；各个级联的电磁阀的线圈更新操作是异步的，其异步时间差计算如下：
10.根据权利要求6所述的一种无需地址码的电磁阀自由级联控制方法，其特征在于，当上位机发送的数据段数量多于实际级联的电磁阀数量时，多余的数据段会被最后一个电磁阀输出并遗弃；反之，当上位机发送的数据段数量少于实际级联的电磁阀数量时，级联位置居后的部分电磁阀，因为不能取得有效的数据段，保持自身状态不变。
