CN102506619A - 一种编程器及数码电子雷管系统的上电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编程器及数码电子雷管系统的上电方法，所述编程器包括主控模块、通讯模块、电源管理模块、显示模块、按键模块、脉宽调制模块、电流检测模块；电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，电流大于等于输出阈值时，主控模块控制进行脉冲上电，电流小于输出阈值时，主控模块控制进行持续上电；在主控模块的控制下，脉宽调制模块通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；在主控模块的控制下，脉宽调制模块闭合双绞总线的开关，实现持续上电。所述数码电子雷管系统的上电方法包括编程器自检、电流实时检测及反馈、主控模块根据反馈结果发出上电命令、脉冲上电、持续上电，以及特殊状态下，切断电源的步骤。

Description

一种编程器及数码电子雷管系统的上电方法

技术领域

本发明涉及火工品与自动控制技术领域，特别涉及一种编程器及数码电子雷管系统的上电方法。

背景技术

数码电子雷管系统，包含起爆器、编程器、数码电子雷管。数码电子雷管包含工作电容和起爆电容。编程器给工作电容供电，称为上电。电源管理模块能稳定输出的阈值电流，称为输出阈值。

一台起爆器与多台编程器相连，一台编程器带载多个数码电子雷管，一般最多达到200多个，各个数码电子雷管通过雷管脚线接入爆破系统的双绞总线，总线一般最长能达到1公里多长，但是一般双绞总线的线径较细，电阻值较大，通常的每100米的电阻值达到6.5欧姆左右；因此，如果编程器负载的数码电子雷管数量足够多、总线足够长，那么势必造成随着数码电子雷管距离编程器输出端越远，电压衰减越厉害，同时造成数码电子雷管上电的斜率特别低，然而数码电子雷管里面的电源管理模块是带负载的，从而造成电源管理模块被钳制在低压状态，造成整个数码电子雷管无法正常工作。

发明内容

为解决编程器负载的数码电子雷管数量多、总线长，电压衰减严重，数码电子雷管上电斜率低，被钳制在低压状态，无法正常工作的问题，本发明提供了一种编程器，包括主控模块、通讯模块、电源管理模块、显示模块、按键模块；其中，主控模块负责各组成模块的整体控制；通讯模块在主控模块的控制下，实现与起爆器的通讯；电源管理模块负责给各组成模块供电；显示模块连接主控模块，用于信息显示；按键模块连接主控模块，用于信息输入。

所述编程器还包括电流检测模块、脉宽调制模块；其中，电流检测模块，一端连接电源管理模块，一端连接主控模块，另两端连接双绞总线；脉宽调制模块，一端连接电源管理模块，一端连接主控模块，一端连接双绞总线开关的控制端；电源管理模块给电流检测模块、脉宽调制模块供电；电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，电流大于等于输出阈值时，主控模块控制进行脉冲上电，电流小于输出阈值时，主控模块控制进行持续上电；在主控模块的控制下，脉宽调制模块通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；在主控模块的控制下，脉宽调制模块闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

所述总线开关闭合、断开的间隔时间，可以设置。该间隔时间即上电脉冲的脉宽。

所述总线开关闭合、断开的间隔时间，可以通过按键模块手动输入进行设置。

本发明还提供一种数码电子雷管系统的上电方法，包括以下步骤：

S1，编程器自检；

S2，电流实时检测及反馈，即电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，并将检测结果实时反馈给主控模块；

S3，主控模块根据反馈结果发出上电命令，即

当电流大于或者等于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出脉冲上电命令；

当电流小于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出持续上电命令；

S41，脉冲上电，即脉宽调制模块接收到脉冲上电的命令后，通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；

S42，持续上电，即脉宽调制模块接收到持续上电的命令后，闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

优化地，所述上电方法还包括以下步骤：

S5，切断电源，即电流检测模块在持续上电过程中实时检测双绞总线上的电流，如果电流大于或者等于输出阈值，则电流检测模块及时反馈给主控模块，主控模块命令脉宽调制模块断开双绞总线开关，切断电源。

由上述技术方案可知，本发明的优点是：在上电开始，编程器实时监测所带载网络的电流，如果电流大于等于输出阈值，则编程器先进行一段时间的脉冲上电；通过一段时间的脉冲上电，数码电子雷管的工作电容积累一定的电量，所需上电电流减小；当电流降到输出阈值以下时，采用持续上电的方式，给数码电子雷管上电。通过上述技术方案，解决了编程器负载的数码电子雷管数量多、总线长，电压衰减严重，数码电子雷管上电斜率低，被钳制在低压状态，整个数码电子雷管网络无法正常工作的问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为数码电子雷管系统的拓扑结构图；

图2为本发明提供的编程器的组成结构及连接关系示意图；

图3为本发明所述脉冲上电到持续上电的波形图；

图4为本发明所述数码电子雷管系统的上电方法的流程图；

图5为本发明所述数码电子雷管系统的上电方法优化的流程图。

具体实施方式

图1为数码电子雷管系统的拓扑结构图。

数码电子雷管系统，包含起爆器、编程器、数码电子雷管，一台起爆器与多台编程器相连，一台编程器带载多个数码电子雷管。

图2为本发明提供的编程器的组成结构及连接关系示意图。

本发明提供的编程器，包括主控模块1、通讯模块2、电源管理模块3、显示模块4、按键模块5；其中，主控模块1负责各组成模块的整体控制；通讯模块2在主控模块1的控制下，实现与起爆器的通讯；电源管理模块3负责给各组成模块供电；显示模块4连接主控模块1，用于信息显示；按键模块5连接主控模块1，用于信息输入。

所述编程器还包括电流检测模块6、脉宽调制模块7；其中，电流检测模块6，一端连接电源管理模块3，一端连接主控模块1，另两端连接双绞总线8；脉宽调制模块7，一端连接电源管理模块3，一端连接主控模块1，一端连接双绞总线开关的控制端；电源管理模块3给电流检测模块6、脉宽调制模块7供电；电流检测模块6实时检测双绞总线上的电流，电流大于等于输出阈值时，主控模块1控制进行脉冲上电，电流小于输出阈值时，主控模块1控制进行持续上电；在主控模块1的控制下，脉宽调制模块7通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；在主控模块1的控制下，脉宽调制模块7闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

所述总线开关闭合、断开的间隔时间，可以设置，可以通过按键模块手动输入进行设置。

特殊地，当双绞总线负载的雷管数量少，电流检测模块6检测到双绞总线上的电流低于输出阈值时，直接持续上电。

具体应用中，主控模块1，采用STM32F101UE，或者STM32F103F3。

通讯模块2，采用SP3072。

电源管理模块3，采用LM2621，或者LM2678，或者LP2985。

显示模块4，采用DMT32240S035。

按键模块5，采用MAX7359。

电流检测模块6，采用MAX4473。

脉宽调制模块7，采用STM8S103F3。

图3为本发明所述脉冲上电到持续上电的波形图。纵轴表示电流，用I表示，横轴表示时间，用t表示。

上电开始时，所需上电电流较大，脉宽调制模块通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电，避免数码电子雷管上电斜率低，被钳制在低压状态，无法工作的问题；总线开关闭合、断开的间隔时间即上电脉冲的脉宽。

一段时间脉冲上电后，数码电子雷管的工作电容积累一定的电量，所需上电电流减小；当电流降到输出阈值以下时，脉宽调制模块闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

图4为本发明所述数码电子雷管系统的上电方法的流程图。

由图4可知，本发明所提供的数码电子雷管系统的上电方法，包括以下步骤：

S1，编程器自检；

S2，电流实时检测及反馈，即电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，并将检测结果实时反馈给主控模块；

S3，主控模块根据反馈结果发出上电命令，即

当电流大于或者等于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出脉冲上电命令；

当电流小于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出持续上电命令；

S41，脉冲上电，即脉宽调制模块接收到脉冲上电的命令后，通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；

S42，持续上电，即脉宽调制模块接收到持续上电的命令后，闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

图5为本发明所述数码电子雷管系统的上电方法优化的流程图。

图5即在图4所述流程的基础上，增加如下步骤：

S5，切断电源，即电流检测模块在持续上电过程中实时检测双绞总线上的电流，如果电流大于或者等于输出阈值，则电流检测模块及时反馈给主控模块，主控模块命令脉宽调制模块断开双绞总线开关，切断电源。该情况出现是一种非正常的状态，可能是电源故障、负载阻抗突变等原因造成，所以切断电源，确保安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种编程器，包括主控模块、通讯模块、电源管理模块、显示模块、按键模块；

其中，主控模块负责各组成模块的整体控制；

通讯模块在主控模块的控制下，实现与起爆器的通讯；

电源管理模块负责给各组成模块供电；

显示模块连接主控模块，用于信息显示；

按键模块连接主控模块，用于信息输入；

其特征在于：

所述编程器还包括电流检测模块、脉宽调制模块；

其中，电流检测模块，一端连接电源管理模块，一端连接主控模块，另两端连接双绞总线；

脉宽调制模块，一端连接电源管理模块，一端连接主控模块，一端连接双绞总线开关的控制端；

电源管理模块给电流检测模块、脉宽调制模块供电；

电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，电流大于等于输出阈值时，主控模块控制进行脉冲上电，电流小于输出阈值时，主控模块控制进行持续上电；

在主控模块的控制下，脉宽调制模块通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；

在主控模块的控制下，脉宽调制模块闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

2.根据权利要求1所述的编程器，其特征在于：

所述总线开关闭合、断开的间隔时间，可以设置。

3.根据权利要求1所述的编程器，其特征在于：

所述总线开关闭合、断开的间隔时间，可以通过按键模块手动输入进行设置。

4.一种数码电子雷管系统的上电方法，其特征在于：

所述上电方法包括以下步骤：

S1，编程器自检；

S2，电流实时检测及反馈，即电流检测模块实时检测双绞总线上的电流，并将检测结果实时反馈给主控模块；

S3，主控模块根据反馈结果发出上电命令，即

当电流大于或者等于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出脉冲上电命令；

当电流小于输出阈值时，主控模块向脉宽调制模块发出持续上电命令；

S41，脉冲上电，即脉宽调制模块接收到脉冲上电的命令后，通过控制双绞总线开关的控制端，使总线开关间隔地闭合、断开，实现脉冲上电；

S42，持续上电，即脉宽调制模块接收到持续上电的命令后，闭合双绞总线的开关，实现持续上电。

5.根据权利要求4所述的一种数码电子雷管系统的上电方法，其特征在于：

所述上电方法还包括以下步骤：

S5，切断电源，即电流检测模块在持续上电过程中实时检测双绞总线上的电流，如果电流大于或者等于输出阈值，则电流检测模块及时反馈给主控模块，主控模块命令脉宽调制模块断开双绞总线开关，切断电源。

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