液壓支架機電一體化操作特點
發(fā)布時間:2012-04-23 新聞來源:液壓英才網(wǎng)
根據(jù)一覽旗下液壓英才網(wǎng)資深顧問液壓李工分享鍵盤模塊的主要功能為將用戶的按鍵信息轉(zhuǎn)換為邏輯信號,并將信號傳輸給后面的邏輯單元進行處理。顯示模塊將用戶的操作信息,正常顯示以及故障信息以指示燈和LED點陣屏輸出的形式提示用戶。主控制器的主要功能為接收用戶輸入信息,提供用戶交互界面(LED指示燈、LED點陣屏)的控制信號,告警(運行提示告警、故障告警)信息控制、閥組相關(guān)的控制時序、傳感器輸入值檢測、以及控制單元間通信等。IΠO接口模塊的主要功能為系統(tǒng)提供對外接口,電源、傳感器、通信等均通過IΠO模塊進行連接。
電磁閥控制模塊的主要功能為接收主MCU發(fā)送的電磁閥控制指令,控制相應的電磁閥體動作?刂破鬈泦釉O計為防止各控制單元上電過程中,CPU及容性負載等引起浪涌電流,致使電源限流保護,本設計中采用供電軟啟動?刂茊卧╇娷泦臃抡骐娐啡4所示,仿真結(jié)果如所示。
使用30Ω電阻模擬負載。中n4為MOS的門級,n3為MOS的s級電壓,out為MOS的d端電壓。由可知,輸出電壓最開始較低約為4V,這是MOS管不導通的結(jié)果,此時Vds=n4-n3接近于0,即電容兩端電壓差為零,隨著電容充電過程的進行,電容上電壓增大,當電容兩端電壓即Vds電壓超過MOS的門限電壓(約5V)以后,MOS管導通,實現(xiàn)電源電壓的完全供給,從而達到供電軟啟動,避免了過大的浪涌電流,提高了系統(tǒng)的可靠性。
單電源供電中MCU和閥的電流檢測分別檢測MCU、顯示板、傳感器等控制回路的電流與電磁閥控回路的電流,兩者的供電地采用浮地設計。整個控制單元一共有3個地:GND、GND1、GND2,其中GND2為電源供電地,GND1為傳感器、主MCU等內(nèi)部控制回路的地、GND為閥控回路地。
GND和GND1分別通過一個電流取樣電阻連接到GND2.用于MCU和閥控電流放大的運算放大器均以GND2為地,分別以GND、GND1為放大輸入信號,輸出信號與主MCU進行連接,從而實現(xiàn)在單電源供電狀態(tài)下,分別對主控制回路和電磁閥控制回路的電流的有效檢測。其電路如所示。
閥控MCU復位狀態(tài)下閥組的邏輯控制為了避免閥控MCU在上電初始化或意外復位時各管腳初始化值邏輯不當,而造成的液壓支架瞬間群體失控(所有支架的所有閥體同時開啟,引起支架塌架),不僅需要在軟件上對閥控MCU各管腳的初始狀態(tài)進行定義,更要在硬件上采用上電時序化控制。使用一款復位控制芯片,當閥控供電VCC>1V時使2個復位腳可靠拉低。在經(jīng)過140ms后,用于控制閥控MCU復位狀態(tài)的復位管腳拉高,使閥控MCU啟動,經(jīng)過一個設定時間后,用于控制閥體供電的另外一個復位管腳(此復位管腳為一個MOS2FET的門級信號)拉高,將閥體地與閥控回路地連通,解除上電時閥體的失重狀態(tài),由于2個復位信號間有控制延時,此時單片機已經(jīng)完成初始化,各個控制管腳已經(jīng)呈現(xiàn)被控狀態(tài),采用這種啟動時序可有效排除上電或意外復位時單片機管腳不定態(tài)對閥體開關(guān)狀態(tài)的影響。
根據(jù)一覽旗下液壓英才網(wǎng)資深顧問液壓李工分享液壓支架電液控制技術(shù)是近10多年來世界煤炭開采機械化領(lǐng)域的一項引人注目的重大技術(shù),是現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的重要成果。本文給出井下電液控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及電液控制單元的組成和硬件系統(tǒng)設計方案;針對控制單元的抗浪涌問題,給出系統(tǒng)上電軟啟動方案;針對MCU控制系統(tǒng)以及閥控系統(tǒng)的電流檢測給出浮地設計方案;針對閥控系統(tǒng)中,MCU初始化管腳狀態(tài)不確定導致可能的災難性事故給出上電時序化設計。利用本系統(tǒng)設計方案,已經(jīng)開發(fā)出產(chǎn)品樣機,并通過了對實際液壓支架的控制實驗,實驗驗證了系統(tǒng)軟硬件設計方案的可行性與可靠性,目前已著手向產(chǎn)品方向轉(zhuǎn)化。
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