CN103274175A - 胶带输送机液压张紧力智能控制仪表 - Google Patents

胶带输送机液压张紧力智能控制仪表 Download PDF

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谭晓东
杨婋逸
苏李伟
杜林�
李扬
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Abstract

本发明公开了胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，属于自动控制技术领域。本发明包括AD模块、模拟量输出控制模块、固态继电器模块、LED显示模块，其特征在于：AD模块进行压力的采集并实时的监控胶带输送机液压张紧力的变化，压力的采集值经过单片机进行数据的处理，单片机实时根据压力值的变化进行模糊PID参数的自整定；独立按键式键盘进行参数的设定，LED显示屏进行张紧力状态显示。

Description

胶带输送机液压张紧力智能控制仪表
技术领域
本发明涉及胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，属于自动控制技术领域。 
背景技术
目前，公知的胶带输送机液压张紧电气系统都是用PLC进行控制的。PLC控制系统因设计者的不同存在很大的差异，系统的通用性差，PLC胶带输送机液压张紧控制系统的电路设计相对复杂。由于目前的胶带输送机液压张紧力控制系统都是非标控制系统，因此相对张紧力控制原理相对简单。对张紧力控制稳定性差、波动大，对液压系统冲击较大。对整个系统的稳定运行有较大的影响。 
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制胶带输送机液压张紧力智能控制仪表。本发明不仅能使胶带输送机液压张紧控制系统的设计简洁，而且本仪表使胶带输送机的液压张紧控制系统通用性和操作性强。本系统在结合更加高级的算法和高处理能力的控制芯片时，实现了智能化的平稳的胶带输送机张紧力的控制。 
本发明包括AD模块、模拟量输出控制模块、固态继电器模块、LED显示模块，其特征在于：AD模块进行压力的采集并实时的监控胶带输送机液压张紧力的变化，压力的采集值经过单片机进行数据的处理，单片机实时根据压力值的变化进行模糊PID参数的自整定；独立按键式键盘进行参数的设定，LED显示屏进行张紧力状态显示。 
本仪表的发明有益效果：胶带输送机液压张紧力控制更加稳定，实现胶带机物料传送的更加平稳，对被控系统的所受冲击大大减小，延长设备的适用寿命，大大简化胶带输送机液压张紧控制系统的设计。 
附图说明
图1为本发明电路结构简图。 
图2为本发明电源模块。 
图3为本发明固态继电器模块电路。 
图4为本发明LED显示模块。 
图5为本发明RS485串口通讯模块电路。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，本发明的一个实施例为： 
如图1所示：胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，包括AD模块、模拟量输出控制模块、固态继电器模块、LED显示模块，其特征在于：AD模块进行压力的采集并实时的监控胶带输送机液压张紧力的变化，压力的采集值经过主控芯片MSP430F169单片机进行数据的处理，单片机实时根据压力值的变化进行模糊PID参数的自整定；通过固态继电器模块对液压泵驱动电机智能环控制。并且通过模拟量输出控制模块实现对比例阀的驱动控制。从而实现了胶带输送机液压张紧力的闭环控制。独立按键式键盘进行参数的设定，LED显示屏进行张紧力状态显示。 
系统可以通过并行和串行数据交换，并行通讯采用开关量模块进行并行数据的交换，串行时通过采用RS485芯片串口通讯进行数据的交换。 
固态继电器模块与外部电路是隔离。 
单片机采用两块四位共阴极数码管LED1和LED2。 
RS485芯片连接SN656176N芯片。 
电源模块的直流24V电源经过芯片7805降压后得到5v直流电压为外接芯片光电耦合器提供电源，直流5v电压经过1117-3.3芯片变压成为单片机所需电压3.3v，单片机有独立的模拟电源、数字电源、以及模拟地、数字地引脚，3.3V的电源通过电阻分别引入到数字电源以及模拟电源引脚上，在电源管脚并联上两个0.1微法和10微法的电容，来实现滤波，以减小输入端的影响。 
源以及模拟电源引脚上，在电源管脚并联上两个0.1微法和10微法的电容。 
如图1所示：硬件组成主要是由电源模块、AD模块、模拟量输出控制模块、固态继电器模块、LED显示模块、RS485串口通讯模块。当仪表运行时，通过AD模块进行压力的采集，实时的监控胶带输送机液压张紧力的变化。采集值经过主控芯片MSP430F169进行数据的处理。实时根据压力值的变化，进行模糊PID参数的自整定。从而通过固态继电器模块实现对液压泵驱动电机智能环控制。并且通过模拟量输出控制模块实现对比例阀的驱动控制。从而实现了胶带输送机液压张紧力的闭环控制。本仪表采用独立按键式键盘，进行参数的设定。LED显示屏进行张紧力状态显示。在进行系统的通讯时可以通过并行和串行数 据交换，并行通讯采用开关量模块进行并行数据的交换，串行时通过采用RS485串口通讯进行数据的交换。 
如图2所示：电源模块，本仪表电源电路。 
由于仪表通常是应用在控制柜的面板上。由于安全的原因，控制柜面板上的电压为直流24V。所以本单片机系统的电源电压为直流24V，MSP430F169电压的操作范围为1.8V-3.6V。单片机系统的电源模块设计原理为：直流24V电源经过芯片7805降压后得到5v直流电压为光电耦合器等外接芯片提供电源。直流5v电压经过1117-3.3芯片变压成为单片机MSP430F169的所需电压3.3v。MSP430F169单片机有独立的模拟电源、数字电源、以及模拟地、数字地引脚，3.3V的电源通过10Ω的电阻分别引入到数字电源以及模拟电源引脚上，考虑到电源的输入纹波对单片机的影响，C1=O.33μF,C2=C4=C5=10μF,C6=0.1μF。在电源管脚并联上0.1微法和10微法的电容，来实现滤波，以减小输入端的影响。 
AD模块：本仪表设计了模拟电压电路接口和模拟电流电路接口。模拟电压电路接口选用的输入为0v-5v的压力传感器，本系统选用INA137芯片转换0v-5v的压力信号变为单片机可采集线性压力信号。压力传感器输入信号为4ma-20ma的电流时，采用美国MAX生产的精密电流放大器MAX471芯片，使4ma-20ma电流值转换为线性的单片机可采集线性压力信号 
DA模块：输出信号采用刚干扰能力强的电流信号，因此本仪表模拟量输出端口的电压线性变为4ma-20ma的电流需采用电压电流转换芯片AD694芯片。 
如图3所示：固态继电器模块电路。 
本仪表的控制回路与外部电路是隔离的，这样的设计使仪表运行更稳定和安全。 
如图4所示：LED显示模块。由于MSP430F169是一款低功耗的单片机、其IO端口的驱动能力十分有限，所以在数码管的段选信号、位选信号与MCU之间增加了两片74HC573，用作缓冲驱动，这样既可以正常驱动数码管又可以保护MCU的IO端口不会因为电流过大而损毁。本单片机系统采用两块四位共阴极数码管LED1和LED2。 
如图5所示：RS485串口通讯模块电路。RS485接口上的电平信号却不是标准的TTL电平信号，因此要进行电平转换。SN65176B芯片是一种RS-485芯片，TTL电平到RS-485电平转换采用SN65176B芯片。 
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，包括AD模块、模拟量输出控制模块、固态继电器模块、LED显示模块，其特征在于：AD模块进行压力的采集并实时的监控胶带输送机液压张紧力的变化，压力的采集值经过单片机进行数据的处理，单片机实时根据压力值的变化进行模糊PID参数的自整定；独立按键式键盘进行参数的设定，LED显示屏进行张紧力状态显示。
2.根据权利要求1所述的胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，其特征在于：系统可以通过并行和串行数据交换，并行通讯采用开关量模块进行并行数据的交换，串行时通过采用RS485芯片串口通讯进行数据的交换。
3.根据权利要求1所述的胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，其特征在于：固态继电器模块与外部电路是隔离。
4.根据权利要求1所述的胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，其特征在于：单片机采用两块四位共阴极数码管。
5.根据权利要求1所述的胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，其特征在于：RS485芯片连接SN656176N芯片。
6.根据权利要求1所述的胶带输送机液压张紧力智能控制仪表，其特征在于：电源模块的直流24V电源经过芯片7805降压后得到5v直流电压为外接芯片光电耦合器提供电源，直流5v电压经过1117-3.3芯片变压成为单片机所需电压3.3v，单片机有独立的模拟电源、数字电源、以及模拟地、数字地引脚，3.3V的电源通过电阻分别引入到数字电源以及模拟电源引脚上，在电源管脚并联上两个电容。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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