一種電磁換向閥組控制器及其控制方法
【專利摘要】本發明提供一種電磁換向閥組控制器，包括微處理器模塊、電磁閥驅動輸出模塊、電源系統模塊、LED顯示分組開關模塊；LED顯示分組開關模塊包括按鍵和LED顯示模塊；每個按鍵的信號輸出端分別連接LED顯示模塊的輸入端和微處理器模塊的輸入端；電源系統模塊的輸入端連接24V電源，電源系統模塊的輸出端分別連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端所述電磁閥驅動輸出模塊的輸入端連接微處理器模塊的控制輸出端，電磁閥驅動輸出模塊連接各電磁換向閥。本發明能夠實現工程機械電磁換向閥的集中控制，結構合理、布線簡潔、按鍵動作清晰，能實現各個控制按鈕和動作的程序控制和互鎖保護，提高工作可靠性，減少故障。
【專利說明】—種電磁換向閥組控制器及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工程機械【技術領域】，具體是一種電磁換向閥組控制器及其控制方法。【背景技術】
[0002]目前，工程機械設備的發展，越來越趨向于全液壓、多功能、及智能化，其動作越來越多，每臺設備上所使用的電磁換向閥數量也越來越多，這就使得其控制系統越來越復雜，給設備的安裝、布線、調試、操作、維護保養和故障的檢測處理帶來很多不便。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種電磁換向閥組控制器及其控制方法。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種電磁換向閥組控制器，包括微處理器模塊、電磁閥驅動輸出模塊、電源系統模塊、LED顯示分組開關模塊；
所述LED顯示分組開關模塊包括按鍵和LED顯示模塊；每個按鍵的信號輸出端分別連接LED顯示模塊的輸入端和微處理器模塊的輸入端；
所述電源系統模塊的輸入端連接24V電源，電源系統模塊的輸出端分別連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端；
所述電磁閥驅動輸出模塊的輸入端連接微處理器模塊的控制輸出端，電磁閥驅動輸出模塊連接各電磁換向閥。
[0005]所述的電磁換向閥組控制器還包括控制面板，控制面板上設置有與按鍵對應的控制按鈕。
[0006]所述電源系統模塊包括第一濾波電路、電源轉換電路、第二濾波電路，第一濾波電路的輸入端連接24V電源，第一濾波電路的輸出端連接電源轉換電路的輸入端，電源轉換電路的輸出端連接第二濾波電路的輸入端，第二濾波電路的輸出端連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端。
[0007]所述電磁閥驅動輸出模塊包括電磁閥驅動模塊、繼電器和輸出端子，電磁閥驅動模塊的輸入端連接微控制器的輸出端，電磁閥驅動模塊的輸出端連接繼電器的線圈，繼電器的觸點連接輸出端子。
[0008]所述每個按鍵對應一個電磁換向閥的動作。
[0009]所述LED顯示模塊用于顯示按鍵狀態。
[0010]所述按鍵中有多個按鍵同時按下時，各按鍵復位鎖定。
[0011 ] 所述按鍵的個數與現場的電磁換向閥個數相同。
[0012]所述的電磁換向閥組控制器的控制方法，包括以下步驟:
步驟I，實時監控控制面板上各按鍵的狀態；
步驟2，當有按鍵按下時，判斷是否有第一組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟3 ； 步驟3，判斷是否有第二組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟4 ；
步驟4，判斷是否存在多按鍵同時按下的情況，是，則同時按下的各按鍵復位鎖定至設定時間，并返回步驟2 ;否則直接返回步驟2 ;
步驟5，判斷是否為單一按鍵操作，是，則執行該按鍵對應的動作，否則多按鍵互鎖。
[0013]有益效果:
本發明的電磁換向閥組控制器能夠實現工程機械所有電磁換向閥的集中控制，結構合理、布線簡潔、按鍵動作清晰、適應性強，其控制方法操作簡便。同時能夠實現各個控制按鈕和動作的程序控制和互鎖保護，提高工作可靠性，減少故障，維護維修簡單方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器結構框圖；
圖2是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器的面板結構圖；
圖3是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器總體電路連接圖；
圖4是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器微處理器電路原理圖；
圖5是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器電源系統電路原理圖；
圖6是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器LED顯示分組開關電路原理圖；
圖7是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器的電磁閥驅動輸出模塊電路原理
圖；
圖8是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器的閥組控制模式示意圖；
圖9是本發明【具體實施方式】的電磁換向閥組控制器的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細說明。
[0016]如圖1所示，電磁換向閥組控制器，包括微處理器模塊、電磁閥驅動輸出模塊、電源系統模塊、LED顯示分組開關模塊；
LED顯示分組開關模塊包括與現場電磁換向閥連接的按鍵和LED顯示模塊；每個按鍵的信號輸出端分別連接LED顯示模塊的輸入端和微處理器模塊的輸入端；
電源系統模塊的輸入端連接24V電源，電源系統模塊的輸出端分別連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端；
電磁閥驅動輸出模塊的輸入端連接微處理器模塊的控制輸出端，電磁閥驅動輸出模塊包括電磁閥驅動模塊、繼電器和輸出端子，電磁閥驅動模塊的輸入端連接微控制器的輸出端，電磁閥驅動模塊的輸出端連接繼電器的線圈，繼電器的觸點連接輸出端子。
[0017]電磁換向閥組控制器還包括控制面板，控制面板上設置有與每組按鍵對應的控制按鈕，如圖2所示，每組控制按鈕設置一個復位按鈕。各個控制按鈕固定在操作面板上，通過線束插頭與電路板插接，控制程序固化在電路板中的控制模塊中，繼電器集成在電路板中。
[0018]微處理器模塊、電磁閥驅動輸出模塊、電源系統模塊、LED顯示分組開關模塊之間的電路連接如圖3所示，其中，微處理器模塊的電路如圖4所示，微處理器模塊選用型號為ATMEGA16-16AC的微處理器,控制按鈕信號輸入微處理器,輸出控制信號給電磁閥驅動輸出模塊，電源系統模塊如圖5所示，電源系統模塊包括第一濾波電路、電源轉換電路、第二濾波電路，第一濾波電路的輸入端連接24V電源，第一濾波電路的輸出端連接電源轉換電路的輸入端，電源轉換電路的輸出端連接第二濾波電路的輸入端，第二濾波電路的輸出端連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動輸出模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端。電源轉換電路采用的是型號為LM25968-5.0的DC/DC降壓模塊，輸入電源P0(VDD=24V)經過第一濾波電路、電源轉換電路、第二濾波電路后輸出(VCC=5V)。LED顯示分組開關模塊的電路如圖6所示，兩組按鍵均為8個按鍵，其中七個為電磁換向閥的動作按鍵，另一個為復位按鍵，各按鍵的信號接入相應LED顯示模塊的信號輸入端，按鍵SlfSlS連接至PLEDl的 2、4、6、8、10、12、14、16 腳，按鍵 S21 ?S28 連接至 PLED2 的 2、4、6、8、10、12、14、16 腳。電磁閥驅動輸出模塊如圖7所示，電磁閥驅動輸出模塊包括電磁閥驅動模塊、繼電器和輸出端子，電磁閥驅動模塊有兩個(U2、U3)，繼電器有16個(與按鍵對應分為兩組)，輸出端子有兩個(PVALUE1、PVALUE1)，兩個電磁閥驅動模塊的輸入端連接微處理器的輸出端，電磁閥驅動模塊的輸出端連接繼電器的線圈，電磁換向閥的動作由相應對應的十四個繼電器控制完成，繼電器的觸點連接輸出端子。
[0019]本實施方式可以采用一塊結構緊湊的按鍵操作面板，將一臺工程機械所有的電磁換向閥的控制按鈕都安裝在一起，以便于集中操作；采用一塊線路板，將控制線路和電氣、電子元器件及各種功能控制模塊集成化，以減小體積，減少布線、提高可靠性；采用程序控制，實現各個按鈕和動作的順序控制和互鎖保護。
[0020]所用主要元件及型號:
(1)操作面板1.5mm厚度的鋼板，表面噴漆處理；
(2)金屬按鈕開關(控制按鈕)PBM16
(3)線路板PCB板
(4)控制程序
(5)繼電器SPDT
(6)輸出端子
將電磁換向閥組控制器與電磁換向閥相連接，按下相應的金屬按鈕開關，則相對應的電磁換向閥動作，同時控制按鈕上的指示燈亮，因設置了互鎖保護，因此一組控制按鈕中同時只能有一個控制按鈕起作用，按復位按鈕，則按鈕復位，指示燈滅。
[0021]上述電磁換向閥組控制器的閥組控制模式如圖8所示，上、下兩組控制按鈕，分別控制兩組電磁換向閥，即6+7閥組控制模式。
[0022]第一組為圖8中第一行復位按鈕及其右側緊鄰的6個按鈕(6控I復位)，分別完成第一組閥組復位、左前支腿，右前支腿，左后支腿，右后支腿，鉆架升降、卸桿器。第一組電磁換向閥的各動作互為獨立運行，每一時刻只有一個動作執行，當一個動作按鈕按下執行動作時，原有動作行為終止。如果按下該組復位按鈕，該組將自動終止所有操作，恢復為復位狀態。如果該組有兩個以上同組按鍵按下將自動終止所有操作，回退至復位狀態，并開啟3秒鐘按鍵自鎖，3秒按鍵自鎖期間任何按鍵按下不會執行相關動作，用以提示使用者，出現多按鍵同時按下情況。
[0023]第二組為圖8中第二行復位按鈕及其右側緊鄰的7個按鈕(7控I復位)，分別完成第二組閥組復位、擺桿器、攔桿器、扶桿器、離合器、下卡鉗、上卡鉗、卷纜器。第二組電磁換向閥的各動作互為獨立運行，每一時刻只有一個動作執行，當一個動作按鈕按下執行動作時，原有動作行為終止。如果該組有兩個以上同組按鍵按下將自動終止所有操作，回退至復位狀態，并開啟3秒鐘按鍵自鎖，3秒按鍵自鎖期間任何按鍵按下不會執行相關動作，用以提示使用者，出現多按鍵同時按下情況。
[0024]本實施方式的電磁換向閥組控制器的控制方法如圖9所示，如下:
步驟1，關閉總中斷，進行處理器外設端口的初始化配置和看門狗系統的初始化配置后，實時監控控制面板上各按鍵的狀態；
步驟2，當有按鍵按下時，判斷是否有第一組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟3 ；
步驟3，判斷是否有第二組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟4 ；
步驟4，判斷是否存在多按鍵同時按下的情況，是，則同時按下的各按鍵復位鎖定至設定時間(3秒)，并返回步驟2 ;否則直接返回步驟2 ；
步驟5，判斷是否為單一按鍵操作，是，則執行該按鍵對應的動作，否則多按鍵互鎖。
【權利要求】
1.一種電磁換向閥組控制器，用于將電磁換向閥劃分兩組分別進行集中控制，其特征在于:包括微處理器模塊、電磁閥驅動輸出模塊、電源系統模塊、LED顯不分組開關模塊； 所述LED顯示分組開關模塊包括按鍵和LED顯示模塊；每個按鍵的信號輸出端分別連接LED顯示模塊的輸入端和微處理器模塊的輸入端； 所述電源系統模塊的輸入端連接24V電源，電源系統模塊的輸出端分別連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端； 所述電磁閥驅動輸出模塊的輸入端連接微處理器模塊的控制輸出端，電磁閥驅動輸出模塊連接各電磁換向閥。
2.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:還包括控制面板，控制面板上設置有與按鍵對應的控制按鈕。
3.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述電源系統模塊包括第一濾波電路、電源轉換電路、第二濾波電路，第一濾波電路的輸入端連接24V電源，第一濾波電路的輸出端連接電源轉換電路的輸入端，電源轉換電路的輸出端連接第二濾波電路的輸入端，第二濾波電路的輸出端連接微處理器模塊的供電端、電磁閥驅動模塊的供電端和LED顯示分組開關模塊的供電端。
4.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述電磁閥驅動輸出模塊包括電磁閥驅動模塊、繼電器和輸出端子，電磁閥驅動模塊的輸入端連接微控制器的輸出端，電磁閥驅動模塊的輸出端連接繼電器的線圈，繼電器的觸點連接輸出端子。
5.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述每個按鍵對應一個電磁換向閥的動作。
6.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述LED顯示模塊用于顯示按鍵狀態。
7.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述按鍵中有多個按鍵同時按下時，各按鍵復位鎖定。
8.根據權利要求1所述的電磁換向閥組控制器，其特征在于:所述按鍵的個數與現場的電磁換向閥個數相同。
9.如權利要求1所述的電磁換向閥組控制器的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1，實時監控控制面板上各按鍵的狀態； 步驟2，當有按鍵按下時，判斷是否有第一組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟3 ； 步驟3，判斷是否有第二組電磁換向閥對應的按鍵按下，是，則進行按鍵去抖動至按鍵釋放穩定，然后執行步驟5 ;否則，執行步驟4 ； 步驟4，判斷是否存在多按鍵同時按下的情況，是，則同時按下的各按鍵復位鎖定至設定時間，并返回步驟2 ;否則直接返回步驟2 ; 步驟5，判斷是否為單一按鍵操作，是，則執行該按鍵對應的動作，否則多按鍵互鎖。
【文檔編號】F16K31/06GK103821996SQ201410072742
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】張吉平 申請人:遼寧工程技術大學