一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換模塊和電磁閥門，電源轉(zhuǎn)換模塊采用開關(guān)電源，在電源轉(zhuǎn)換模塊與電磁閥門之間增設(shè)了由控制模塊控制的供電開關(guān)，控制模塊除了輸出兩路信號分別控制供電開關(guān)和電磁閥門，還接受來自電磁閥門反饋的位置采樣信號，供電開關(guān)的關(guān)斷和閉合由控制模塊依據(jù)外部對電磁閥門的控制請求和電磁閥門實時反饋的位置信號決定是否將電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的電壓施加在電磁閥門上。
【專利說明】—種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁閥門的控制，尤其涉及一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)，主要用于礦用噴霧降塵裝置中對電磁閥門的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用噴霧降塵裝置主要用于煤礦井下采掘工作面粉塵以及地面洗煤場等作業(yè)場所。隨著國家對礦井安全生產(chǎn)和職業(yè)病危害的重視，礦井粉塵濃度的危害也越來越受到關(guān)注，因此對礦井粉塵的防治要求也越來越高。按照煤礦安全規(guī)程的要求，在礦井大巷、放煤口、轉(zhuǎn)載點、卸煤點等地方必須安置灑水降塵裝置或除塵風(fēng)機。本系統(tǒng)即應(yīng)用于此裝置中的灑水電磁閥門。
[0003]在目前的電磁閥門控制系統(tǒng)里，控制器只響應(yīng)外部動作請求以對電磁閥門進(jìn)行開關(guān)控制，在礦用噴霧降塵裝置工作的過程中，無論控制器是否對電磁閥門發(fā)出控制信號，閥門電機始終處于通電狀態(tài)。此外，目前的產(chǎn)品中，對電磁閥門的控制都相對簡單，并無針對故障的檢測功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)過于簡單，電磁閥門待機時仍然通電，以及無法對電磁閥門的位置錯誤實時監(jiān)測的缺陷，提供一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)，通過添加對閥門位置信號的采樣，作出斷電保護(hù)和報錯等功能的反饋，從而避免了待機功耗、提聞了廣品的可罪性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換模塊和電磁閥門，其特征在于:電源轉(zhuǎn)換模塊采用開關(guān)電源，在電源轉(zhuǎn)換模塊與電磁閥門之間增設(shè)了由控制模塊控制的供電開關(guān)，控制模塊除了輸出兩路信號分別控制供電開關(guān)和電磁閥門，還接受來自電磁閥門反饋的位置采樣信號，供電開關(guān)的關(guān)斷和閉合由控制模塊對電磁閥門的控制請求和電磁閥門實時反饋的位置信號決定是否將電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的電壓施加在電磁閥門上；
供電開關(guān)包括電阻R1、R2、R3，NPN三極管Q2和MOS場效應(yīng)管Ql，電源轉(zhuǎn)換模塊中開關(guān)電源輸出的電壓連接電阻Rl的一端和MOS場效應(yīng)管Ql的漏極，電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端和MOS場效應(yīng)管Ql的柵極，電阻R2的另一端連接NPN三極管Q2的集電極，NPN三極管Q2的發(fā)射極接地，NPN三極管Q2的基極通過電阻R3連接至控制模塊的輸出端，MOS場效應(yīng)管Ql的源極為供電開關(guān)的輸出端；
控制模塊包括控制器、顯不模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊中開關(guān)電源輸出的電壓連接DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出連接控制器，控制器輸出分別連接顯示模塊、供電開關(guān)中電阻R3的另一端和電磁閥門；DC/DC轉(zhuǎn)換模塊選用LDO電路，顯示模塊選用LCD顯示屏，控制器選用型號為STM32R)的CPU;控制器發(fā)出指令打開供電開關(guān)，發(fā)出對電磁閥門的控制信號，同時接收此時電磁閥門反饋的位置采樣信號，在檢測到該位置采樣信號達(dá)到指定狀態(tài)后，控制器關(guān)閉供電開關(guān)，若延遲20秒后仍未檢測到正確的位置采樣信號，則同樣關(guān)閉供電開關(guān)并通過顯示模塊報錯；
電磁閥門包括電機驅(qū)動電路、閥門電機和位置信號采樣線路，供電開關(guān)中的MOS場效應(yīng)管Ql的源極連接至電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路中設(shè)有含霍爾探頭，霍爾探頭輸出連接位置信號采樣線路，電機驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動信號連接閥門電機，位置信號采樣電路的輸出反饋至控制器。
[0006]本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果:
1、消除了待機功耗?，F(xiàn)有的電磁閥門控制系統(tǒng)，電源直接與電磁閥門相連，因此電磁閥門始終處于通電狀態(tài)，極大浪費能源；而本發(fā)明的供電開關(guān)的關(guān)斷和閉合由控制模塊依據(jù)對電磁閥門的控制請求和電磁閥門實時反饋的位置信號決定，該控制方式在電磁閥門待機時切斷供電開關(guān)，從而避免了電磁閥門待機功耗。
[0007]2、可以檢測電磁閥門位置信號錯誤。當(dāng)微處理器打開供電開關(guān)并對電磁閥門發(fā)出控制信號后，會循環(huán)檢測電磁閥門反饋的位置信號，從而能夠及時檢測出電磁閥門的位置故障。
[0008]3、選用的電源轉(zhuǎn)換模塊為開關(guān)電源電路，具有更高的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明電磁閥門控制系統(tǒng)的原理圖；
圖2是電源轉(zhuǎn)換模塊的原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
現(xiàn)有技術(shù)的電磁閥門控制系統(tǒng)是電源直接與電磁閥門相連，而本發(fā)明如圖1所示，電源轉(zhuǎn)換模塊I采用開關(guān)電源，將外部交流電壓，在電源轉(zhuǎn)換模塊I與電磁閥門4之間增設(shè)了由控制模塊3控制的供電開關(guān)2，控制模塊3除了輸出兩路信號分別控制供電開關(guān)2和電磁閥門4，還接受來自電磁閥門4反饋的位置采樣信號，供電開關(guān)2根據(jù)控制模塊3發(fā)出的控制信號決定是否將電源轉(zhuǎn)換模塊I輸出的電壓施加在電磁閥門4上。供電開關(guān)2和控制模塊3共同位于主控制板上。
[0011]所述的供電開關(guān)2由三個電阻(R1、R2、R3)、一個NPN三極管(Q2)和一個MOS場效應(yīng)管(Ql)組成，電源轉(zhuǎn)換模塊I輸出的電壓接Rl和Ql的漏極，Rl和R2串聯(lián)后連接Q2的集電極，Rl和R2的連接處接Ql的柵極，Q2的發(fā)射極接地，基極接R3，Ql的源極為供電開關(guān)2輸出端。其開關(guān)原理為:在CPU控制信號Ctrl為高電平時，Q2導(dǎo)通，拉低了 Ql柵極電壓，從而使Ql截止，電磁閥門4無輸入電壓，當(dāng)Ctrl信號為低電平時，Q2截止，Ql柵極電壓為電源轉(zhuǎn)換模塊I接入的12V電壓，Ql導(dǎo)通，源極輸出電壓，電磁閥門4通電。
[0012]所述的控制模塊3包括控制器、顯示模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊I輸出的電壓連接至DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，再連接至控制模塊，顯示模塊與控制模塊相連，可以顯示設(shè)備位置信號故障。DC/DC轉(zhuǎn)換模塊選用LDO電路，顯示模塊選用LCD顯示屏，控制器選用型號為STM32R)的CPU。控制器發(fā)出對電磁閥門4的控制請求和電磁閥門4反饋的位置信號，以及向供電開關(guān)2和電磁閥門4發(fā)出控制信號；當(dāng)接收到外部請求時，打開供電開關(guān)2，發(fā)出對電磁閥門4的控制信號，同時接收此時電磁閥門4反饋的位置信號，在檢測到位置信號達(dá)到指定狀態(tài)后，控制器3關(guān)閉供電開關(guān)2，若延遲20秒后仍未檢測到正確的位置信號，則同樣關(guān)閉供電開關(guān)2并通過顯示模塊報錯。
[0013]電磁閥門4包括電機驅(qū)動電路、閥門電機和位置信號采樣線路，供電開關(guān)中的MOS場效應(yīng)管Ql的源極連接至電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路中設(shè)有含霍爾探頭，霍爾探頭輸出連接位置信號采樣線路，電機驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動信號連接閥門電機，位置信號采樣電路的輸出反饋至控制器。
[0014]如圖2所示，所述的電源轉(zhuǎn)換模塊I可以采用現(xiàn)有技術(shù)的副邊反饋式反激開關(guān)電源，將外部接入的90疒265V交流電壓轉(zhuǎn)換為12V直流電壓。交流電經(jīng)過整流濾波后得到直流電，再通過變壓器轉(zhuǎn)換為所需的電壓值，RCD鉗位電路用于保護(hù)電路免受電壓相位翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的尖峰。在輸出端整流濾波電路之后，通過采樣電路和信號放大電路，將輸出電壓值反饋給PWM控制芯片，這里我們選用的芯片為PN8106，通過對控制芯片外圍器件參數(shù)的設(shè)定，可以控制開關(guān)管的占空比，從而有效保證輸出電壓的穩(wěn)定。
[0015]本發(fā)明工作過程如下:
外部交流電壓(65V?265)經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊I轉(zhuǎn)換為12V直流電壓，一路輸出至供電開關(guān)2，一路輸出至控制模塊3的DC/DC模塊；DC/DC模塊將12V電壓轉(zhuǎn)換為控制器所需的工作電壓并對控制器供電；控制器發(fā)出對電磁閥們的控制請求后發(fā)出兩路控制信號，一路控制信號打開供電開關(guān)2,使電源轉(zhuǎn)換模塊I輸出的12V直流電壓與電磁閥門4連通,另一路控制信號控制電磁閥門4達(dá)到指定狀態(tài)。當(dāng)電磁閥門4通電并接受控制信號后，控制模塊3會實時采樣電磁閥門4反饋的位置信號，在檢測到該位置采樣信號達(dá)到指定狀態(tài)后，控制器關(guān)閉供電開關(guān)；若延遲20秒后仍未檢測到正確的位置采樣信號，則同樣關(guān)閉供電開關(guān)并通過顯示模塊令其顯示位置信號錯誤。
【權(quán)利要求】
1.一種帶智能供電開關(guān)的礦用電磁閥門控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換模塊和電磁閥門，其特征在于:電源轉(zhuǎn)換模塊采用開關(guān)電源，在電源轉(zhuǎn)換模塊與電磁閥門之間增設(shè)了由控制模塊控制的供電開關(guān)，控制模塊除了輸出兩路信號分別控制供電開關(guān)和電磁閥門，還接受來自電磁閥門反饋的位置采樣信號，供電開關(guān)的關(guān)斷和閉合由控制模塊對電磁閥門的控制請求和電磁閥門實時反饋的位置信號決定是否將電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的電壓施加在電磁閥門上； 供電開關(guān)包括電阻R1、R2、R3，NPN三極管Q2和MOS場效應(yīng)管Ql，電源轉(zhuǎn)換模塊中開關(guān)電源輸出的電壓連接電阻Rl的一端和MOS場效應(yīng)管Ql的漏極，電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端和MOS場效應(yīng)管Ql的柵極，電阻R2的另一端連接NPN三極管Q2的集電極，NPN三極管Q2的發(fā)射極接地，NPN三極管Q2的基極通過電阻R3連接至控制模塊的輸出端，MOS場效應(yīng)管Ql的源極為供電開關(guān)的輸出端； 控制模塊包括控制器、顯不模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊中開關(guān)電源輸出的電壓連接DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出連接控制器，控制器輸出分別連接顯示模塊、供電開關(guān)中電阻R3的另一端和電磁閥門；DC/DC轉(zhuǎn)換模塊選用LDO電路，顯示模塊選用LCD顯示屏，控制器選用型號為STM32R)的CPU;控制器發(fā)出指令打開供電開關(guān)，發(fā)出對電磁閥門的控制信號，同時接收此時電磁閥門反饋的位置采樣信號，在檢測到該位置采樣信號達(dá)到指定狀態(tài)后，控制器關(guān)閉供電開關(guān)，若延遲20秒后仍未檢測到正確的位置采樣信號，則同樣關(guān)閉供電開關(guān)并通過顯示模塊報錯； 電磁閥門包括電機驅(qū)動電路、閥門電機和位置信號采樣線路，供電開關(guān)中的MOS場效應(yīng)管Ql的源極連接至電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路中設(shè)有含霍爾探頭，霍爾探頭輸出連接位置信號采樣線路，電機驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動信號連接閥門電機，位置信號采樣電路的輸出反饋至控制器。
【文檔編號】F16K31/04GK103727286SQ201410020849
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】錢欽松, 郭輝, 朱俊杰, 刁龍, 孫偉鋒, 陸生禮, 時龍興 申請人:東南大學(xué)