CN103821996A - 一种电磁换向阀组控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁换向阀组控制器，包括微处理器模块、电磁阀驱动输出模块、电源系统模块、LED显示分组开关模块；LED显示分组开关模块包括按键和LED显示模块；每个按键的信号输出端分别连接LED显示模块的输入端和微处理器模块的输入端；电源系统模块的输入端连接24V电源，电源系统模块的输出端分别连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端所述电磁阀驱动输出模块的输入端连接微处理器模块的控制输出端，电磁阀驱动输出模块连接各电磁换向阀。本发明能够实现工程机械电磁换向阀的集中控制，结构合理、布线简洁、按键动作清晰，能实现各个控制按钮和动作的程序控制和互锁保护，提高工作可靠性，减少故障。

Description

一种电磁换向阀组控制器及其控制方法

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体是一种电磁换向阀组控制器及其控制方法。

背景技术

目前，工程机械设备的发展，越来越趋向于全液压、多功能、及智能化，其动作越来越多，每台设备上所使用的电磁换向阀数量也越来越多，这就使得其控制系统越来越复杂，给设备的安装、布线、调试、操作、维护保养和故障的检测处理带来很多不便。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电磁换向阀组控制器及其控制方法。

本发明的技术方案如下：

一种电磁换向阀组控制器，包括微处理器模块、电磁阀驱动输出模块、电源系统模块、LED显示分组开关模块；

所述LED显示分组开关模块包括按键和LED显示模块；每个按键的信号输出端分别连接LED显示模块的输入端和微处理器模块的输入端；

所述电源系统模块的输入端连接24V电源，电源系统模块的输出端分别连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端；

所述电磁阀驱动输出模块的输入端连接微处理器模块的控制输出端，电磁阀驱动输出模块连接各电磁换向阀。

所述的电磁换向阀组控制器还包括控制面板，控制面板上设置有与按键对应的控制按钮。

所述电源系统模块包括第一滤波电路、电源转换电路、第二滤波电路，第一滤波电路的输入端连接24V电源，第一滤波电路的输出端连接电源转换电路的输入端，电源转换电路的输出端连接第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端。

所述电磁阀驱动输出模块包括电磁阀驱动模块、继电器和输出端子，电磁阀驱动模块的输入端连接微控制器的输出端，电磁阀驱动模块的输出端连接继电器的线圈，继电器的触点连接输出端子。

所述每个按键对应一个电磁换向阀的动作。

所述LED显示模块用于显示按键状态。

所述按键中有多个按键同时按下时，各按键复位锁定。

所述按键的个数与现场的电磁换向阀个数相同。

所述的电磁换向阀组控制器的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，实时监控控制面板上各按键的状态；

步骤2，当有按键按下时，判断是否有第一组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤3，判断是否有第二组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤4；

步骤4，判断是否存在多按键同时按下的情况，是，则同时按下的各按键复位锁定至设定时间，并返回步骤2；否则直接返回步骤2；

步骤5，判断是否为单一按键操作，是，则执行该按键对应的动作，否则多按键互锁。

有益效果：

本发明的电磁换向阀组控制器能够实现工程机械所有电磁换向阀的集中控制，结构合理、布线简洁、按键动作清晰、适应性强，其控制方法操作简便。同时能够实现各个控制按钮和动作的程序控制和互锁保护，提高工作可靠性，减少故障，维护维修简单方便。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器结构框图；

图2是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器的面板结构图；

图3是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器总体电路连接图；

图4是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器微处理器电路原理图；

图5是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器电源系统电路原理图；

图6是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器LED显示分组开关电路原理图；

图7是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器的电磁阀驱动输出模块电路原理图；

图8是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器的阀组控制模式示意图；

图9是本发明具体实施方式的电磁换向阀组控制器的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

如图1所示，电磁换向阀组控制器，包括微处理器模块、电磁阀驱动输出模块、电源系统模块、LED显示分组开关模块；

LED显示分组开关模块包括与现场电磁换向阀连接的按键和LED显示模块；每个按键的信号输出端分别连接LED显示模块的输入端和微处理器模块的输入端；

电源系统模块的输入端连接24V电源，电源系统模块的输出端分别连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端；

电磁阀驱动输出模块的输入端连接微处理器模块的控制输出端，电磁阀驱动输出模块包括电磁阀驱动模块、继电器和输出端子，电磁阀驱动模块的输入端连接微控制器的输出端，电磁阀驱动模块的输出端连接继电器的线圈，继电器的触点连接输出端子。

电磁换向阀组控制器还包括控制面板，控制面板上设置有与每组按键对应的控制按钮，如图2所示，每组控制按钮设置一个复位按钮。各个控制按钮固定在操作面板上，通过线束插头与电路板插接，控制程序固化在电路板中的控制模块中，继电器集成在电路板中。

微处理器模块、电磁阀驱动输出模块、电源系统模块、LED显示分组开关模块之间的电路连接如图3所示，其中，微处理器模块的电路如图4所示，微处理器模块选用型号为ATMEGA16-16AC的微处理器，控制按钮信号输入微处理器，输出控制信号给电磁阀驱动输出模块，电源系统模块如图5所示，电源系统模块包括第一滤波电路、电源转换电路、第二滤波电路，第一滤波电路的输入端连接24V电源，第一滤波电路的输出端连接电源转换电路的输入端，电源转换电路的输出端连接第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动输出模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端。电源转换电路采用的是型号为LM25968-5.0的DC/DC降压模块，输入电源P0（VDD=24V）经过第一滤波电路、电源转换电路、第二滤波电路后输出（VCC=5V）。LED显示分组开关模块的电路如图6所示，两组按键均为8个按键，其中七个为电磁换向阀的动作按键，另一个为复位按键，各按键的信号接入相应LED显示模块的信号输入端，按键S11~S18连接至PLED1的2、4、6、8、10、12、14、16脚，按键S21~S28连接至PLED2的2、4、6、8、10、12、14、16脚。电磁阀驱动输出模块如图7所示，电磁阀驱动输出模块包括电磁阀驱动模块、继电器和输出端子，电磁阀驱动模块有两个（U2、U3），继电器有16个（与按键对应分为两组），输出端子有两个（PVALUE1、PVALUE1），两个电磁阀驱动模块的输入端连接微处理器的输出端，电磁阀驱动模块的输出端连接继电器的线圈，电磁换向阀的动作由相应对应的十四个继电器控制完成，继电器的触点连接输出端子。

本实施方式可以采用一块结构紧凑的按键操作面板，将一台工程机械所有的电磁换向阀的控制按钮都安装在一起，以便于集中操作；采用一块线路板，将控制线路和电气、电子元器件及各种功能控制模块集成化，以减小体积，减少布线、提高可靠性；采用程序控制，实现各个按钮和动作的顺序控制和互锁保护。

所用主要元件及型号：

（1）操作面板  1.5mm厚度的钢板，表面喷漆处理；

（2）金属按钮开关（控制按钮）  PBM16

（3）线路板  PCB板 

（4）控制程序 

（5）继电器 SPDT

（6）输出端子 

将电磁换向阀组控制器与电磁换向阀相连接，按下相应的金属按钮开关，则相对应的电磁换向阀动作，同时控制按钮上的指示灯亮，因设置了互锁保护，因此一组控制按钮中同时只能有一个控制按钮起作用，按复位按钮，则按钮复位，指示灯灭。

上述电磁换向阀组控制器的阀组控制模式如图8所示，上、下两组控制按钮，分别控制两组电磁换向阀，即6+7阀组控制模式。

第一组为图8中第一行复位按钮及其右侧紧邻的6个按钮（6控1复位），分别完成第一组阀组复位、左前支腿，右前支腿，左后支腿，右后支腿，钻架升降、卸杆器。第一组电磁换向阀的各动作互为独立运行，每一时刻只有一个动作执行，当一个动作按钮按下执行动作时，原有动作行为终止。如果按下该组复位按钮，该组将自动终止所有操作，恢复为复位状态。如果该组有两个以上同组按键按下将自动终止所有操作，回退至复位状态，并开启3秒钟按键自锁，3秒按键自锁期间任何按键按下不会执行相关动作，用以提示使用者，出现多按键同时按下情况。

第二组为图8中第二行复位按钮及其右侧紧邻的7个按钮（7控1复位），分别完成第二组阀组复位、摆杆器、拦杆器、扶杆器、离合器、下卡钳、上卡钳、卷缆器。第二组电磁换向阀的各动作互为独立运行，每一时刻只有一个动作执行，当一个动作按钮按下执行动作时，原有动作行为终止。如果该组有两个以上同组按键按下将自动终止所有操作，回退至复位状态，并开启3秒钟按键自锁，3秒按键自锁期间任何按键按下不会执行相关动作，用以提示使用者，出现多按键同时按下情况。

本实施方式的电磁换向阀组控制器的控制方法如图9所示，如下：

步骤1，关闭总中断，进行处理器外设端口的初始化配置和看门狗系统的初始化配置后，实时监控控制面板上各按键的状态；

步骤2，当有按键按下时，判断是否有第一组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤3，判断是否有第二组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤4；

步骤4，判断是否存在多按键同时按下的情况，是，则同时按下的各按键复位锁定至设定时间（3秒），并返回步骤2；否则直接返回步骤2；

步骤5，判断是否为单一按键操作，是，则执行该按键对应的动作，否则多按键互锁。

Claims (9)

1.一种电磁换向阀组控制器，用于将电磁换向阀划分两组分别进行集中控制，其特征在于：包括微处理器模块、电磁阀驱动输出模块、电源系统模块、LED显示分组开关模块；

所述LED显示分组开关模块包括按键和LED显示模块；每个按键的信号输出端分别连接LED显示模块的输入端和微处理器模块的输入端；

所述电源系统模块的输入端连接24V电源，电源系统模块的输出端分别连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端；

所述电磁阀驱动输出模块的输入端连接微处理器模块的控制输出端，电磁阀驱动输出模块连接各电磁换向阀。

2.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：还包括控制面板，控制面板上设置有与按键对应的控制按钮。

3.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述电源系统模块包括第一滤波电路、电源转换电路、第二滤波电路，第一滤波电路的输入端连接24V电源，第一滤波电路的输出端连接电源转换电路的输入端，电源转换电路的输出端连接第二滤波电路的输入端，第二滤波电路的输出端连接微处理器模块的供电端、电磁阀驱动模块的供电端和LED显示分组开关模块的供电端。

4.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述电磁阀驱动输出模块包括电磁阀驱动模块、继电器和输出端子，电磁阀驱动模块的输入端连接微控制器的输出端，电磁阀驱动模块的输出端连接继电器的线圈，继电器的触点连接输出端子。

5.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述每个按键对应一个电磁换向阀的动作。

6.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述LED显示模块用于显示按键状态。

7.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述按键中有多个按键同时按下时，各按键复位锁定。

8.根据权利要求1所述的电磁换向阀组控制器，其特征在于：所述按键的个数与现场的电磁换向阀个数相同。

9.如权利要求1所述的电磁换向阀组控制器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，实时监控控制面板上各按键的状态；

步骤2，当有按键按下时，判断是否有第一组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤3，判断是否有第二组电磁换向阀对应的按键按下，是，则进行按键去抖动至按键释放稳定，然后执行步骤5；否则，执行步骤4；

步骤4，判断是否存在多按键同时按下的情况，是，则同时按下的各按键复位锁定至设定时间，并返回步骤2；否则直接返回步骤2；

步骤5，判断是否为单一按键操作，是，则执行该按键对应的动作，否则多按键互锁。

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