液壓支架機(jī)電一體化操作特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)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(hào)，并將信號(hào)傳輸給后面的邏輯單元進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)陣屏）的控制信號(hào)，告警（運(yùn)行提示告警、故障告警）信息控制、閥組相關(guān)的控制時(shí)序、傳感器輸入值檢測(cè)、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(duì)外接口，電源、傳感器、通信等均通過IΠO模塊進(jìn)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(yīng)的電磁閥體動(dòng)作。控制器軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)為防止各控制單元上電過程中，CPU及容性負(fù)載等引起浪涌電流，致使電源限流保護(hù)，本設(shè)計(jì)中采用供電軟啟動(dòng)�？刂茊卧╇娷泦�(dòng)仿真電路如4所示，仿真結(jié)果如所示。
使用30Ω電阻模擬負(fù)載。中n4為MOS的門級(jí)，n3為MOS的s級(jí)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(dǎo)通的結(jié)果，此時(shí)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(jìn)行，電容上電壓增大，當(dāng)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(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電源電壓的完全供給，從而達(dá)到供電軟啟動(dòng)，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(cè)分別檢測(cè)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(shè)計(jì)。整個(gè)控制單元一共有3個(gè)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(gè)電流取樣電阻連接到GND2.用于MCU和閥控電流放大的運(yùn)算放大器均以GND2為地，分別以GND、GND1為放大輸入信號(hào)，輸出信號(hào)與主MCU進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)在單電源供電狀態(tài)下，分別對(duì)主控制回路和電磁閥控制回路的電流的有效檢測(cè)。其電路如所示。
閥控MCU復(fù)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(fù)位時(shí)各管腳初始化值邏輯不當(dāng)，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(shí)開啟，引起支架塌架），不僅需要在軟件上對(duì)閥控MCU各管腳的初始狀態(tài)進(jìn)行定義，更要在硬件上采用上電時(shí)序化控制。使用一款復(fù)位控制芯片，當(dāng)閥控供電VCC>1V時(shí)使2個(gè)復(fù)位腳可靠拉低。在經(jīng)過140ms后，用于控制閥控MCU復(fù)位狀態(tài)的復(fù)位管腳拉高，使閥控MCU啟動(dòng)，經(jīng)過一個(gè)設(shè)定時(shí)間后，用于控制閥體供電的另外一個(gè)復(fù)位管腳（此復(fù)位管腳為一個(gè)MOS2FET的門級(jí)信號(hào)）拉高，將閥體地與閥控回路地連通，解除上電時(shí)閥體的失重狀態(tài)，由于2個(gè)復(fù)位信號(hào)間有控制延時(shí)，此時(shí)單片機(jī)已經(jīng)完成初始化，各個(gè)控制管腳已經(jīng)呈現(xiàn)被控狀態(tài)，采用這種啟動(dòng)時(shí)序可有效排除上電或意外復(fù)位時(shí)單片機(jī)管腳不定態(tài)對(duì)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(jī)械化領(lǐng)域的一項(xiàng)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(luò)結(jié)構(gòu)以及電液控制單元的組成和硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；針對(duì)控制單元的抗浪涌問題，給出系統(tǒng)上電軟啟動(dòng)方案；針對(duì)MCU控制系統(tǒng)以及閥控系統(tǒng)的電流檢測(cè)給出浮地設(shè)計(jì)方案；針對(duì)閥控系統(tǒng)中，MCU初始化管腳狀態(tài)不確定導(dǎo)致可能的災(zāi)難性事故給出上電時(shí)序化設(shè)計(jì)。利用本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)開發(fā)出產(chǎn)品樣機(jī)，并通過了對(duì)實(shí)際液壓支架的控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)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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