专利名称：一种乳化液泵站应急控制分机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种乳化液泵站应急控制分机，尤其适用于大流量乳化液泵站多电机综合控制，属于乳化液泵站控制相关技术领域。
背景技术：
目前，国内大多数中小型煤矿使用的乳化液泵站的控制系统和监测系统并不完善，很多煤矿的乳化液泵站没有控制系统和监测系统，只有二台乳化液泵和一个乳化液箱组成，工作时一台使用一台备用，供液压力小、流量小、脉动大，系统不稳定，使用过程中经常出现故障，严重影响工作面的安全生产。国内的大型矿井和国外使用的乳化液泵站是国外生产的乳化液泵站，具有较完善的电控系统，但由于电控系统全部为国外进口，成本很高。电器设备的维护费用和设备备件费用相对也较高，不利于长期使用。特别是使用一段时间后，故障率增多，维修量大，有些部件损坏后不能维修只能更换，单独的配件较贵，订货周期长，这就增加了采煤成本，影响采煤的正常生产；同时控制系统受国外系统泵站电机、 乳化液浓度、乳化油及设备结构的影响，泵站供液设备有多种型号和规格，国外电控系统不能很好用于国产的供液设备，不便于推广。因此设计安全可靠的乳化液泵站控制设备取代进口势在必行。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种乳化液泵站应急控制分机，该控制分机集成度高、性能可靠、操作方便，可以很好的实现对乳化液泵站电机的控制。本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种乳化液泵站应急控制分机，包括设置在PCB印制电路板上的CPU模块、I/O扩展模块、电机控制模块、急停模块、电机状态输入模块、状态显示模块、看门狗模块和RS485 转换模块，其中状态显示模块、看门狗模块和RS485转换模块分别与CPU模块通过PCB走线连接，CPU模块与I/O扩展模块通过PCB走线连接，电机控制模块、急停模块和电机状态输入模块则分别通过PCB走线与I/O扩展模块连接，电机状态输入模块从外部电机控制柜采集电机状态信号，并通过I/O扩展模块输出给CPU模块；CPU模块将接收到的电机状态信号经过数据计算得到电机控制信号，并通过 I/O扩展模块将电机控制信号输出给电机控制模块，由电机控制模块将所述电机控制信号输出，同时CPU模块还通过自身的I/O接口将所述电机控制信号输出给状态显示模块，由状态显示模块进行显示，同时CPU模块还将TTL电平信号输出给RS485转换模块，由RS485 转换模块将TTL电平信号转化为485信号用于系统通讯；看门狗模块通过“读允许”引脚喂狗，当系统死机后，外部没有喂狗信号的情况下，看门狗电路输入复位信号，重新启动CPU 程序；急停模块用于控制整个系统的启停。在上述乳化液泵站应急控制分机中，电机控制模块与电机状态输入模块均通过M芯矿用电缆与外部电机控制柜连接。在上述乳化液泵站应急控制分机中，应急控制分机设置自动、手动和空位三种运行模式。在上述乳化液泵站应急控制分机中，CPU模块采用AT89S52芯片。在上述乳化液泵站应急控制分机中，RS485转换模块采用MAX1480芯片。本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果(1)本实用新型应急控制分机中的CPU模块采用AT89S52芯片完成系统的逻辑控制等功能，RS485转换模块采用MAX1480芯片完成应急控制分机与主机之间的通讯，通过输出通道状态显示模块显示相应电机的启停状态，并通过输出通道电机控制模块输出电机控制信号，通过I/O扩展模块扩展外部I/O接口，通过看门狗模块避免系统死机，该控制分机通过不断的与控制主机通讯来获取对乳化液泵站的各项控制参数，通过与电机控制柜通讯，实现对乳化液泵站的电机控制，具有集成度高、性能可靠、操作方便的特点，可以很好的实现对乳化液泵站电机的控制，达到控制系统对现场运行状态的掌握；(2)本实用新型应急控制分机中的CPU模块通过设置“手动”、“自动”、“空位”三个旋钮状态控制应急控制分机运行模式，满足不同情况下对电机的控制；(3)本实用新型应急控制分机设置急停模块，以满足紧急情况下对系统全部电机停机的操作，提高了系统运行的安全性和可靠性；(4)本实用新型应急控制分机的RS485转换模块，将CPU输出的TTL电平信号转换为抗干扰能力强的RS485信号，提高了系统的抗干扰能力；I/O扩展模块用于扩展外部I/O 接口，丰富系统资源，满足电机控制模块与电机状态输入模块对I/O接口资源的需求。
图1为本实用新型应急控制分机的结构示意图；图2为本实用新型应急控制分机的部分原理框图；图3为本实用新型应急控制分机中电机控制模块原理图；图4为本实用新型的应急控制分机中电机状态输入模块原理图；图5为本实用新型应急控制分机中状态显示模块原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述如图1所示为本实用新型应急控制分机的结构示意图，由图可知应急控制分机包括设置在PCB印制电路板上的CPU模块、I/O扩展模块、电机控制模块、急停模块、电机状态输入模块、状态显示模块、看门狗模块和RS485转换模块，其中状态显示模块、看门狗模块和RS485转换模块分别与CPU模块通过PCB走线连接，CPU模块与I/O扩展模块通过PCB走线连接，电机控制模块、急停模块和电机状态输入模块则分别通过PCB走线与I/O扩展模块连接。其中CPU模块采用AT89S52芯片完成系统的逻辑控制等功能，RS485转换模块采用MAX1480芯片完成应急控制分机与主机之间的通讯，电机控制模块与电机状态输入模块均通过M芯矿用电缆与外部电机控制柜连接。本发明应急控制分机设置自动、手动和空位三种运行模式。电机状态输入模块从外部电机控制柜采集电机状态信号，并通过I/O扩展模块输出给CPU模块；I/O扩展模块用于扩展外部I/O接口，丰富系统资源，满足电机控制模块与电机状态输入模块对I/O接口资源的需求。CPU模块将接收到的电机状态信号经过数据计算得到电机控制信号，并通过I/ 0扩展模块将电机控制信号输出给电机控制模块，由电机控制模块将所述电机控制信号输出，同时CPU模块还通过自身的I/O接口将所述电机控制信号输出给状态显示模块，由状态显示模块进行显示，同时CPU模块还将TTL电平信号输出给RS485转换模块，由RS485转换模块将CPU输出的TTL电平信号转换为抗干扰能力强的RS485信号用于系统通讯。看门狗模块通过“读允许”引脚喂狗，当系统死机后，外部没有喂狗信号的情况下， 看门狗电路输入复位信号，重新启动CPU程序。急停模块用于控制整个系统的启停，在整个系统中连接成一个回路，当系统中任意急停按钮按下时，系统所有电机停止运行。本实用新型乳化液泵站应急控制分机启动后，与外部控制主机通信，获取当前电机的启停状态，并通知控制主机当前电机运行状态。本发明应急控制分机的输出通道分为两路，其中一路控制电机状态指示灯(状态显示模块)。当接收到控制主机发送的电机停机指令后，CPU模块输出电机控制信号，熄灭该电机对应的信号指示灯；当接收到控制主机发送的电机启动指令后，CPU模块输出电机控制信号，点亮该电机对应的信号指示灯；工作人员即可借此判断出各电机的运转状态。另外一路通过电机控制模块输出电机控制信号。当接收到控制主机发送的电机停机指令后，CPU模块输出电机控制信号，停止运行的相应电机；当接收到控制主机发送的电机启动指令后，CPU模块输出电机控制信号，启动相应的电机。上述输入通道因为CPU模块在发出电机停转命令后，因为现场的若干干扰及其他问题，还无法判断电机是否确实已经停机，这就需要采集从电机反馈回来的运行状态信号， 通过读取该信号可准确知晓电机是否停机。本发明乳化液泵站应急控制分机面板旋转按钮设置“自动”、“手动”、“空位”三种状态。(1)当旋转按钮置于“自动”状态时，电机的控制由控制主机处通信发出。如图2 所示为本实用新型应急控制分机的部分原理框图，应急控制分机接收到命令字后，将ICI 的P2，2 口置于低电平，选通IC23，并通过设置P2，0和P2，l 口高低电平选择IC23的PA 口、 PB 口或者是PC 口。此处以选中PA 口为例，将命令字通过ICl的PO 口发送到IC23的D 口， 并通过IC23的D 口状态发送到PA 口。若PAO 口为高电平，如图3所示为本实用新型应急控制分机中电机控制模块原理图，旋转按钮置于“自动，，状态时，开关置位于Alb，即通过系统信号将PAO 口控制的电机打开或关闭。此时发光二极管L9亮，光耦ICll的1、2引脚导通，使得ICll的3、4引脚导通，从而打开电机。当旋转按钮置于“手动”状态时，开关置位于Ala，电机自然导通；当旋转按钮置于“空位”状态时，开关置位于Alc，电机断开，不受系统控制。(2)当电机启动时，应急控制分机面板相应指示灯应当发光，显示当前电机状态。 此处，单片机ICl通过Pl 口发出信号控制指示灯的亮与灭，如图2所示。以P1.0 口为例，如图5所示为本实用新型应急控制分机中状态显示模块原理图，当相应电机启动时，P1.0 口输出低电平，通过UlA转换为高电平，使得光耦AlA的1、2引脚导通。通过光耦的作用使得指示灯Ll发光，实现对相应电机启停状态的显示。(3)输入通道采集当前电机的状态信息。此处设计使用IC23的PB 口与部分PC 口完成对电机状态的采集，如图4所示为本实用新型的应急控制分机中电机状态输入模块原理图。以PBO为例，JP2的1、2号引脚导通时，继电器Kl得电闭合，PBO 口为高电平。JP2 的1、2号引脚断开时，继电器Kl断开，PBO 口低电平，从而实现对外部电机状态的采集。(4)通信过程中，控制主机发送的指令分为查询与控制两种类型。首先接收控制主机发送过来的电机状态查询命令时，接收到指令后首先判断控制主机发送的地址是否与本机地址符合，符合的情况下判断命令为查询命令，计算命令字的校验码与接收到的校验位是否一致，若不一致则放弃对本查询的执行，若一致则返回当前的电机状态，并在指令最后加上校验。循环执行过程中，控制主机发送控制命令，应急控制分机判断接收到的命令地址与本机相符后查询命令类型为电机控制命令，计算命令字的校验码与接收到的校验位是否一致，若不一致则放弃对本控制的执行，若一致则判断当前电机状态是否与命令一致，若不一致则执行相关命令。执行完成后返回当前电机状态，并加校验码。本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求1.一种乳化液泵站应急控制分机，其特征在于包括设置在PCB印制电路板上的CPU模块、I/O扩展模块、电机控制模块、急停模块、电机状态输入模块、状态显示模块、看门狗模块和RS485转换模块，其中状态显示模块、看门狗模块和RS485转换模块分别与CPU模块通过 PCB走线连接，CPU模块与I/O扩展模块通过PCB走线连接，电机控制模块、急停模块和电机状态输入模块则分别通过PCB走线与I/O扩展模块连接，电机状态输入模块从外部电机控制柜采集电机状态信号，并通过I/O扩展模块输出给CPU模块；CPU模块将接收到的电机状态信号经过数据计算得到电机控制信号，并通过I/O扩展模块将电机控制信号输出给电机控制模块，由电机控制模块将所述电机控制信号输出，同时CPU模块还通过自身的I/O接口将所述电机控制信号输出给状态显示模块，由状态显示模块进行显示，同时CPU模块还将 TTL电平信号输出给RS485转换模块，由RS485转换模块将TTL电平信号转化为485信号用于系统通讯；看门狗模块通过“读允许”引脚喂狗，当系统死机后，外部没有喂狗信号的情况下，看门狗电路输入复位信号，重新启动CPU程序；急停模块用于控制整个系统的启停。
2.根据权利要求1所述的一种乳化液泵站应急控制分机，其特征在于所述电机控制模块与电机状态输入模块均通过M芯矿用电缆与外部电机控制柜连接。
3.根据权利要求1所述的一种乳化液泵站应急控制分机，其特征在于所述应急控制分机设置自动、手动和空位三种运行模式。
4.根据权利要求1所述的一种乳化液泵站应急控制分机，其特征在于所述CPU模块采用AT89S52芯片。
5.根据权利要求1所述的一种乳化液泵站应急控制分机，其特征在于所述RS485转换模块采用MAX1480芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种乳化液泵站应急控制分机，该应急控制分机中的CPU模块完成系统的逻辑控制等功能，RS485转换模块完成应急控制分机与主机之间的通讯，通过输出通道状态显示模块显示相应电机的启停状态，并通过输出通道电机控制模块输出电机控制信号，通过I/O扩展模块扩展外部I/O接口，通过看门狗模块避免系统死机，该控制分机通过不断的与控制主机通讯来获取对乳化液泵站的各项控制参数，通过与电机控制柜通讯，实现对乳化液泵站的电机控制，具有集成度高、性能可靠、操作方便的特点，可以很好的实现对乳化液泵站电机的控制。
文档编号F04B49/06GK202040062SQ20112014626
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者刘宇辉, 华仕容, 岳超波, 王学伟, 王洛宾, 邓健辉 申请人:中国航天科技集团公司烽火机械厂