專利名稱：一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，尤其適用于大流量乳化液泵站控制系統(tǒng)作為各分系統(tǒng)參數(shù)綜合處理設(shè)備，屬于乳化液泵站控制相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)大多數(shù)中小型煤礦使用的乳化液泵站的控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)并不完善，很多煤礦的乳化液泵站沒有控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，只有二臺乳化液泵和一個乳化液箱組成，工作時一臺使用一臺備用，供液壓力小、流量小、脈動大，系統(tǒng)不穩(wěn)定，使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響工作面的安全生產(chǎn)。國內(nèi)的大型礦井和國外使用的乳化液泵站是國外生產(chǎn)的乳化液泵站，具有較完善的電控系統(tǒng)，但由于電控系統(tǒng)全部為國外進口，成本很高。電器設(shè)備的維護費用和設(shè)備備件費用相對也較高，不利于長期使用。特別是使用一段時間后，故障率增多，維修量大，有些部件損壞后不能維修只能更換，單獨的配件較貴，訂貨周期長，這就增加了采煤成本，影響采煤的正常生產(chǎn)；同時控制系統(tǒng)受國外系統(tǒng)泵站電機、 乳化液濃度、乳化油及設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響，泵站供液設(shè)備有多種型號和規(guī)格，國外電控系統(tǒng)不能很好用于國產(chǎn)的供液設(shè)備，不便于推廣。因此設(shè)計安全可靠的乳化液泵站控制設(shè)備取代進口勢在必行。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，該控制分機具有靈活性高、性能穩(wěn)定、操作方便的特點，可以很好的實現(xiàn)對乳化液泵站各分系統(tǒng)參數(shù)綜合檢測。本實用新型的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于包括設(shè)置在PCB印制電路板上的 CPU模塊、信號采集模塊、多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊、急停模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊，其中多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊分別與CPU模塊通過PCB走線連接，其中信號采集模塊通過PCB 走線與多通道選擇模塊連接，急停模塊通過PCB走線將急?；芈窂纳弦慌_分機傳到下一臺分機，信號采集模塊從外部傳感器采集物理信號，并通過傳感器接口電路輸入多通道選擇模塊；多通道選擇模塊根據(jù)CPU模塊輸出的選擇信號選擇其中一路傳感器信號到CPU模塊；CPU模塊將接收到的傳感器信號經(jīng)過數(shù)據(jù)計算后傳輸?shù)酵獠靠刂浦鳈C，并將從控制主機接收的電磁閥控制信號傳輸給電磁閥控制模塊，由電磁閥控制模塊將所述電磁閥控制信號輸出，對被控對象執(zhí)行機構(gòu)進行控制；同時CPU模塊還將TTL電平信號輸出給RS485轉(zhuǎn)換模塊，由RS485轉(zhuǎn)換模塊將TTL電平信號轉(zhuǎn)化為485信號用于系統(tǒng)通訊；看門狗模塊通過 CPU模塊引腳喂狗，當(dāng)系統(tǒng)死機后，外部沒有喂狗信號的情況下，看門狗電路輸入復(fù)位信號，重新啟動CPU程序；地址設(shè)置模塊通過4根引腳線與CPU模塊相連，通過撥碼開關(guān)選擇所述參數(shù)檢測控制分機在系統(tǒng)中的地址號；開關(guān)控制模塊將無源接點型開關(guān)量信號通過M芯電纜傳輸?shù)娇刂浦鳈C，實現(xiàn)電機的就地啟停；狀態(tài)顯示模塊顯示當(dāng)前被控對象執(zhí)行機構(gòu)的動作狀態(tài)，被控對象執(zhí)行機構(gòu)包括電機與電磁閥；急停模塊用于緊急情況下系統(tǒng)全部停機； 數(shù)據(jù)存取模塊將從控制主機接收的各種控制信號進行存儲，并供CPU模塊讀取，避免掉電丟失。在上述乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機中，CPU模塊選取型號為AT89S52的芯片。在上述乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機中，信號采集模塊采集信號的種類包括乳化液箱液溫、乳化液箱液位、乳化液箱油位、乳化液泵的油壓、乳化液泵的油溫、清水箱的水位、清水箱的水溫、清水泵的油壓和清水液泵的油溫。在上述乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機中，數(shù)據(jù)存取模塊選取型號為AT93C46的存儲芯片。在上述乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機中，RS485轉(zhuǎn)換模塊的通訊芯片型號為 MAX1480。在上述乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機中，地址設(shè)置模塊采用撥碼開關(guān)輸入。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(1)本實用新型參數(shù)檢測控制分機中的CPU模塊完成系統(tǒng)的邏輯控制等功能，頻率采集模塊完成對被控現(xiàn)場物理參數(shù)的采集，多通道選擇模塊根據(jù)CPU給出的選擇號選擇其中一路頻率信號傳輸?shù)紺PU模塊，通過看門狗模塊避免系統(tǒng)死機，RS485轉(zhuǎn)換模塊完成參數(shù)檢測控制分機與主機之間的通訊，地址設(shè)置模塊用于根據(jù)系統(tǒng)實際情況確定當(dāng)前分機號，開關(guān)控制模塊實現(xiàn)就地對電機啟停的操作，狀態(tài)顯示模塊顯示當(dāng)前被控對象的電機或電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)的動作狀態(tài)，通過電磁閥控制模塊實現(xiàn)對被控對象執(zhí)行機構(gòu)的控制，急停模塊用于緊急情況下所有電機的關(guān)閉，數(shù)據(jù)存取模塊存取當(dāng)前數(shù)據(jù)，避免掉電丟失。該控制分機通過不斷的與控制主機通訊來獲取被控對象的各項控制參數(shù)，實現(xiàn)對乳化液泵站被控部分的控制，具有靈活性高、性能穩(wěn)定、操作方便的特點，可以很好的實現(xiàn)對乳化液泵站的各分系統(tǒng)參數(shù)綜合檢測；(2)本實用新型參數(shù)檢測控制分機中信號采集模塊設(shè)計頻率六路量輸入信號，電磁閥控制模塊兩路開關(guān)量輸出信號，能夠較好的滿足乳化液泵站現(xiàn)場各分系統(tǒng)的不同需求；(3)本實用新型參數(shù)檢測控制分機可使用于乳化液泵、清水泵、乳化液箱、清水箱等的參數(shù)檢測與控制，具有較廣的應(yīng)用范圍和較強的實用性；(4)本實用新型參數(shù)檢測控制分機中地址設(shè)置模塊采用撥碼開關(guān)設(shè)置分機號，方便于現(xiàn)場不同乳化液泵站組成以及不同順序的使用；(5)本實用新型參數(shù)檢測控制分機中開關(guān)控制模塊設(shè)計無源接點型開關(guān)量信號輸出，可以方便的就地控制被控對象電機的啟停。

圖1為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的部分原理框圖；[0020]圖3為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的信號采集模塊原理圖；圖4為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的電磁閥控制模塊原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述如圖1所示為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知參數(shù)檢測控制分機包括設(shè)置在PCB印制電路板上的CPU模塊、信號采集模塊、多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊、急停模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊，其中多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊分別與CPU模塊通過 PCB走線連接，其中信號采集模塊通過PCB走線與多通道選擇模塊連接，急停模塊通過PCB 走線將急停回路從上一臺分機傳到下一臺分機。其中CPU模塊，采用AT89S52芯片完成系統(tǒng)邏輯控制等功能。CPU模塊將接收到的傳感器信號經(jīng)過數(shù)據(jù)計算后傳輸?shù)酵獠靠刂浦鳈C，并將從控制主機接收的電磁閥控制信號傳輸給電磁閥控制模塊，由電磁閥控制模塊將電磁閥控制信號輸出，對被控對象執(zhí)行機構(gòu)進行控制；同時CPU模塊還將TTL電平信號輸出給RS485轉(zhuǎn)換模塊，由RS485轉(zhuǎn)換模塊將 TTL電平信號轉(zhuǎn)化為485信號用于系統(tǒng)通訊。如圖2所示為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的部分原理框圖，由圖可知Pl. 0、 Pl. 1、Pl. 2連接控制多通道采集模塊，P3. 4接收信號的輸入。RESET、RD連接看門狗模塊。 R)(D、TXD接RS485轉(zhuǎn)換模塊。P2. 0、Ρ2· 1、Ρ2· 2、Ρ2· 3接地址設(shè)置模塊。Ρ0. 0、Ρ0· 1接開關(guān)控制模塊。Ρ2.6、Ρ2. 7接狀態(tài)顯示模塊。Ρ2.4、Ρ2. 5接電磁閥控制模塊。Pl. 3、Ρ1. 4、Ρ1. 5、 PI. 6連接數(shù)據(jù)存取模塊。多通道選擇模塊中，如圖2所示，CPU模塊將要采集的傳感器信號號發(fā)送給多通道采集模塊的選擇地址引腳A、B、C，多通道采集模塊根據(jù)CPU模塊發(fā)送過來的號選擇傳感器信號通過X引腳傳輸給CPU模塊。信號采集模塊，采集外部傳感器信號，如圖3所示為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的信號采集模塊原理圖，控制分機通過JPl的1、3引腳向外部傳感器供電，傳感器采集到的信號通過JPl的2引腳將信號采集上來。通過由R13、C1組成的RC低通濾波器消除高頻噪音干擾，經(jīng)三極管隔離之后將采集的頻率信號傳輸?shù)蕉嗤ǖ肋x擇模塊，設(shè)計了信號指示燈，當(dāng)發(fā)光二極管Ll點亮?xí)r，表示有傳感器信號輸入。電磁閥控制模塊，主要功能是由CPU輸出的控制信號去控制外部執(zhí)行機構(gòu)。比如當(dāng)水箱水位過低時，需要開啟外部進水電磁閥加水，當(dāng)水箱水位過高時，需要關(guān)閉外部進水電磁閥。如圖4所示為本實用新型參數(shù)檢測控制分機的電磁閥控制模塊原理圖，由于CPU 上電后引腳初始狀態(tài)輸出的為高電平，為避免開機后執(zhí)行機構(gòu)自行動作，加反相器74HC04。 由于CPU輸出的控制信號比較弱，不能直接驅(qū)動繼電器，在利用74HC04反相器將單片機輸出的控制信號反相之后，然后利用達林頓管MC1413驅(qū)動器將信號放大，當(dāng)需要外部執(zhí)行機構(gòu)動作時引腳輸出低電平，經(jīng)MC1413后輸出仍為低電平。此時，繼電器K2動作，輸出端子 JP12的3引腳輸出高電平，控制執(zhí)行機構(gòu)動作。當(dāng)MC1413輸出低電平時，發(fā)光二極管L9發(fā)光，表示執(zhí)行機構(gòu)正在動作。[0029]看門狗模塊，通過“讀允許”引腳喂狗，當(dāng)系統(tǒng)死機后，外部沒有喂狗信號的情況下，看門狗電路輸入復(fù)位信號，重新啟動CPU程序。急停模塊，用于控制整個系統(tǒng)的啟停，在整個系統(tǒng)中連接成一個回路，當(dāng)系統(tǒng)中任意急停按鈕按下時，系統(tǒng)所有電機停止運行。RS485轉(zhuǎn)換模塊，當(dāng)參數(shù)檢測控制分機與控制主機通訊時，CPU模塊將TTL電平信號輸出給RS485轉(zhuǎn)換模塊，由RS485轉(zhuǎn)換模塊將CPU輸出的TTL電平信號轉(zhuǎn)換為抗干擾能力強的RS485信號用于通訊。地址設(shè)置模塊用于確定分機在整個系統(tǒng)通訊中的地址，通過選擇撥碼開關(guān)，可以將地址確定為0至15中的任意號數(shù)。開關(guān)控制模塊，用于實現(xiàn)參數(shù)檢測控制分機就地實現(xiàn)被控對象電機的啟停，其接線通過M芯電纜與控制主機按鈕相連，并通過PCB走線傳輸給CPU模塊進行相關(guān)處理。狀態(tài)顯示模塊，從CPU模塊接收外部控制主機傳輸?shù)絽?shù)檢測控制分機的控制指令，顯示當(dāng)前被控對象電機、執(zhí)行機構(gòu)的動作狀態(tài)。數(shù)據(jù)存取模塊，將從控制主機接收的各種控制信號進行存儲，并供CPU模塊讀取， 避免掉電丟失。參數(shù)檢測控制分機的主要工作步驟是開機后，從控制主機接收電機的開關(guān)狀態(tài)、 外部執(zhí)行機構(gòu)的動作信息并輸出相應(yīng)的控制信號；從工作現(xiàn)場采集傳感器信號通過RS485 通訊傳輸給控制主機。本實用新型未詳細說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求1.一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于包括設(shè)置在PCB印制電路板上的 CPU模塊、信號采集模塊、多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊、急停模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊，其中多通道選擇模塊、看門狗模塊、RS485轉(zhuǎn)換模塊、地址設(shè)置模塊、開關(guān)控制模塊、狀態(tài)顯示模塊、電磁閥控制模塊以及數(shù)據(jù)存取模塊分別與CPU模塊通過PCB走線連接，其中信號采集模塊通過PCB 走線與多通道選擇模塊連接，急停模塊通過PCB走線將急?；芈窂纳弦慌_分機傳到下一臺分機，信號采集模塊從外部傳感器采集物理信號，并通過傳感器接口電路輸入多通道選擇模塊；多通道選擇模塊根據(jù)CPU模塊輸出的選擇信號選擇其中一路傳感器信號到CPU模塊； CPU模塊將接收到的傳感器信號經(jīng)過數(shù)據(jù)計算后傳輸?shù)酵獠靠刂浦鳈C，并將從控制主機接收的電磁閥控制信號傳輸給電磁閥控制模塊，由電磁閥控制模塊將所述電磁閥控制信號輸出，對被控對象執(zhí)行機構(gòu)進行控制；同時CPU模塊還將TTL電平信號輸出給RS485轉(zhuǎn)換模塊，由RS485轉(zhuǎn)換模塊將TTL電平信號轉(zhuǎn)化為485信號用于系統(tǒng)通訊；看門狗模塊通過CPU 模塊引腳喂狗，當(dāng)系統(tǒng)死機后，外部沒有喂狗信號的情況下，看門狗電路輸入復(fù)位信號，重新啟動CPU程序；地址設(shè)置模塊通過4根引腳線與CPU模塊相連，通過撥碼開關(guān)選擇所述參數(shù)檢測控制分機在系統(tǒng)中的地址號；開關(guān)控制模塊將無源接點型開關(guān)量信號通過M芯電纜傳輸?shù)娇刂浦鳈C，實現(xiàn)電機的就地啟停；狀態(tài)顯示模塊顯示當(dāng)前被控對象執(zhí)行機構(gòu)的動作狀態(tài)，被控對象執(zhí)行機構(gòu)包括電機與電磁閥；急停模塊用于緊急情況下系統(tǒng)全部停機； 數(shù)據(jù)存取模塊將從控制主機接收的各種控制信號進行存儲，并供CPU模塊讀取，避免掉電丟失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于所述的CPU 模塊選取型號為AT89S52的芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于所述的信號采集模塊采集信號的種類包括乳化液箱液溫、乳化液箱液位、乳化液箱油位、乳化液泵的油壓、乳化液泵的油溫、清水箱的水位、清水箱的水溫、清水泵的油壓和清水液泵的油溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存取模塊選取型號為AT93C46的存儲芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于所述的 RS485轉(zhuǎn)換模塊的通訊芯片型號為MAX1480。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，其特征在于所述的地址設(shè)置模塊采用撥碼開關(guān)輸入。
專利摘要本實用新型涉及一種乳化液泵站參數(shù)檢測控制分機，該參數(shù)檢測控制分機中的CPU模塊完成系統(tǒng)的邏輯控制等功能，頻率采集模塊完成對被控現(xiàn)場物理參數(shù)的采集，多通道選擇模塊根據(jù)CPU給出的選擇號選擇其中一路頻率信號傳輸?shù)紺PU模塊，通過看門狗模塊避免系統(tǒng)死機，RS485轉(zhuǎn)換模塊完成參數(shù)檢測控制分機與主機之間的通訊，地址設(shè)置模塊用于根據(jù)系統(tǒng)實際情況確定當(dāng)前分機號，通過電磁閥控制模塊實現(xiàn)對被控對象執(zhí)行機構(gòu)的控制，該控制分機通過不斷的與控制主機通訊來獲取被控對象的各項控制參數(shù)，實現(xiàn)對乳化液泵站被控部分的控制，具有靈活性高、性能穩(wěn)定、操作方便的特點，可以很好的實現(xiàn)對乳化液泵站的各分系統(tǒng)參數(shù)綜合檢測。
文檔編號F04B49/06GK202040064SQ20112014715
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉宇輝, 華仕容, 岳超波, 王學(xué)偉, 王洛賓, 鄧健輝 申請人:中國航天科技集團公司烽火機械廠