粉状物料运输车智能卸料控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种粉状物料运输车智能卸料控制器。微处理器通过执行存储的控制程序来自动检测储料罐气压、控制卸料阀门开启与关闭。控制器系统由２４Ｖ汽车电源通过隔离型ＰＷＭ变换器提供工作电源；利用气压传感器检测储料罐内的压力，气压传感器的信号经过高性能放大器放大、滤波、Ａ／Ｄ变换器后送微处理器处理；微控制器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的控制信号，共５路控制输出信号；每个驱动输出信号端都附加有隔离的状态检测电路，每个阀门都设有隔离的阀门状态检测信号。控制程序使用汇编语言或Ｃ语言编写，采用基于有限自动机原理和消息传递机制的多分支结构。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
粉状物料运输车智能卸料控制器
本技术涉及一种基于微处理器的嵌入式智能化控制器，特别是一种粉状物料运输车智能卸料控制器。
技术介绍
在日常的运输活动中，经常遇到粉状物料的运输，例如水泥、矿粉、以及其它的粉末状化工原料的运输。以水泥的运输为例，当水泥运达目的地后，需要将运输车中的水泥(粉末状)卸出并装入施工场地的水泥储存罐中。卸料过程一般为：启动空气压缩机，等待压力上升到规定的值后，手动开启卸料阀门，在压缩空气的作用下，粉状的水泥从卸料观到排出并装入储存罐。当卸料过程进行到一定程度时，气压会降低，运输车中剩余的物料将不能继续排出，这时需要关闭卸料阀，使气压再次升高到某一值后，重新开启卸料阀卸出余料，经过1到几次卸余料过程后，运输车罐体中的水泥被卸完，卸料过程结束。如果是双仓或多仓的运输车，其卸料过程更加复杂，在卸余料过程中，需要看着压力表，不断关闭/开启不同的阀门逐仓卸余料，操作过程复杂、时间长，劳动强度大，而且安全性差。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种将微处理器用于粉状物料运输车智能卸料控制的智能控制器。智能化自动卸料控制的原理是：通过嵌入式微控制器及相应控制软件、气压检测装置、气动(或电动)卸料阀门驱动电路、阀门等组成智能卸料控制系统。在运输车到达目的地后，操作者在接好卸料管道后，只需要启动空气压缩机，并按下该控制器的卸料启动按钮，整个卸料过程就可自动完成：控制器执行卸料控制程序，自动检测空气压力，达到某一特定值后，打开卸料阀，启动卸料过程。在卸料过程实时监测气压，当气压低于某一值后，开始进入卸余料过程，卸余料过程同样进行实时监测气压，并以气压为控制条件，控制卸料阀门的开启与关闭，直到完成卸余料为止。当卸余料过程结束后，整个卸料过程结束，然后给出声光信号报警。本技术控制器由微处理器及外围电路、气压传感器及信号处理与变换电-->路、气动(或电动)阀门状态检测与控制电路、键盘与显示电路、通信接口、安装以上控制电路的盒体构成。通过微处理器执行存储在程序存储器中的控制软件自动检测储料罐的压力并控制卸料阀门的开启与关闭，从而实现对卸料过程的智能控制。微控制器系统工作电源由24V汽车电源通过隔离型PWM变换器供；气压传感器的信号经过高性能放大器放大、滤波后，通过A/D变换器转换成数字信号送微处理器；微控制器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的控制信号，共5路控制输出信号，输出信号的负载能力：DC，≤40V，25A；每个输出信号端都附加有输出状态检测信号，以及阀门状态检测信号，以便确保控制的可靠性。控制程序使用汇编语言或C语言编写，采用基于消息传递的多分支结构，程序结构简单清晰，容易编写、调试、功能扩展。在汽车行进过程中，该控制器检测卸料阀门的状态，确保阀门关闭，如果状态不对则给出明显的声光信号；在检测到离合器离开、接好卸料管、启动了空气压缩机后，按下卸料开关，进入卸料控制过程(也可选择在启动空气压塑机后自动进入卸料过程)。卸料过程中，通过气压传感器监测气压状态，并依据气压按设定程序控制卸料阀Fi(i＝1，2)的开启与关闭，自动完成卸料过程的控制。附图说明图1为本技术电气原理图。图2为本技术实施电路板安装结构图。图3为本技术正面即操作面板图。图4为本技术外观图。图5为本技术侧视图。图6为本技术主控制程序结构图。图中标记：1.主控制板；2.驱动板；3.键盘与显示板；4.外部连接器；5.电源指示灯；6.3位LED数码显示器；7.阀门F1的工作状态指示灯；8.阀门F2的工作状态指示灯；9.停止按扭；10.卸料启动按扭；11.阀门F1手动控制按扭；12.阀门F2手动控制按扭。注：图1中光隔离输入用于检测光隔离输出的状态，保证输出命令能正确送到被控制对象；状态检测开关包括：阀门状态、压缩机是否启动、车辆是否行进等。-->具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。以双仓水泥运输车为例，如图1-图6所示。该硬件电路以51系列或PIC系列微处理器为核心，采用三板式结构。(1)主控制板1：该电路板是整个智能控制器的核心，包括微处理器及相关外围电路，具有8位数据总线和低8位地址总线接口，地址译码器提供其它接口的地址译码信号；另外该电路板还包括模拟信号放大与滤波电路、A/D转换接口，现场总线接口，以及与驱动板2和键盘与显示板3的接口。智能控制软件使用汇编语言编写并固化在微处理器内部的程序存储器中。(2)驱动板2：接受主控制板1的控制信号，经过隔离与放大后，作为阀门的驱动信号；每个驱动信号输出端都有一个隔离的检测电路，监测控制输出命令是否正确发出，每个阀门还有一个隔离的状态检测电路，用于检测阀门的状态并识别控制命令是否被正确执行。该电路板还包含一个隔离的DC/DC变换器，负责向主控板1与显示版3提供工作电源。(3)键盘与显示板3：由操作按键9，10，11，12，发光二极管电源指示灯5、用于指示阀门状态的双色发光二极管信号灯7，8，用于显示气压和自捡的故障信息3位7段式LED数码管6组成。电路板的安装如图2所示。主控制板1与驱动板2平行安装，通过直插式连接器传递电源与信号，键盘板3与该两块版垂直安装，使用90°弯连接器直接连接来传递电源与信号，信号传递使用两对接点以提高电气连接的可靠性，三块电路板之间除连接器外，还用螺钉固定。操作面板如图3。红色电源指示灯5亮表示控制器已接通电源；按扭11、12是阀门F1、F2的手动强制卸料开关，按下，相应的阀门开启。按下停止按钮9则停止卸料过程，包括手动强制启动的卸料都用该按钮停止；按下卸料启动按钮10，控制器如果检测到“取力器”接通、空气压缩机启动，则启动自动卸料控制过程；双色发光二极管信号灯7、8用于指示卸料阀门和卸料过程的状态，绿色亮表示阀门开启，黄色亮表示阀门关闭，黄/绿交替亮并有一长两短声报警，表示卸料过程结束，黄色闪动并伴随三短声报警，表示故障，故障编号在LED数码管显示。控制器外观图如图4所示，侧视图如图5所示。对外连接器4用于连接外部检测开关和将控制输出信号连接到阀门的控制线圈。控制软件使用汇编语言编写，使用有限状态自动机原理和消息传递机制的多分-->支转移结构，使得程序结构简洁清晰，易于编写、维护、调试与功能扩展。控制程序主程序结构如图6所示。功能子程序简要说明如下：子程序FUNi_SUB对应着FUN＝i的值i。当前用到FUN的低4位，高四位备用。FUN0_SUB：检测车辆是否在行进中，(1)如果在行进中，在检测阀门状态是          否正确，并设置状态显示及报警标志，并维持FUN＝0。(2)不在          行进中，检测空气压缩机是否启动，①未启动，维持UN＝0；②          已启动，修改FUN＝1，下一循环进入FUN1_SUB。FUN1_SUB：监测气压P。(1)气压P＜P3，维持FUN＝1；(2)P≥P3，修改          FUN＝2，下一循环调用FUN2_SUB子程序。FUN2_SUB：开启卸料阀F1，F2，开始卸料，并修改FUN＝3。FUN3_SUB：监测气压P。(1)P3≥P＞P2，维持F1，F2开启，FUN＝3；(2)P2          ≥P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉状物料运输车智能卸料控制器，其特征在于：通过微处理器执行存储的控制程序来自动检测储料罐气压并控制卸料阀门开启与关闭，实现对卸料过程的智能控制；控制器由微处理器及外围电路、气压传感器及信号处理与变换电路、气动或电动阀门控制与状态检测电路、键盘与显示电路、通信接口、安装以上控制电路的盒体构成；（一）通过微处理器执行存储在存储器中的控制程序自动检测储料罐压力并控制阀门的开启与关闭，从而实现卸料过程的智能控制；（二）微控制器系统工作电源由２４Ｖ汽车电源经过隔离型 ＰＷＭ变换器提供；（三）利用气压传感器检测储料罐的压力；传感器的信号经过高性能放大器放大、滤波、Ａ／Ｄ变换后送微处理器处理；（四）微控制器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的控制信号；共５路控制输出信 号，输出信号的负载能力：ＤＣ，≤４８Ｖ，１０Ａ；（五）每个输出信号端都附加有输出状态检测信号，每个阀门都设有状态检测信号，以便确保控制的可靠性；（六）控制电路分为主控制板（１）、驱动板（２）和键盘与显示板（３）三个电路板模块 ；主控制板（１）、驱动板（２）平行安装并利用双列直插连接器连接；键盘与显示板（３）与主控制板（１）、驱动板（２）垂直安装，通过９０度连接器直接连接。...

【技术特征摘要】
1.一种粉状物料运输车智能卸料控制器，其特征在于：通过微处理器执行存储的控制程序来自动检测储料罐气压并控制卸料阀门开启与关闭，实现对卸料过程的智能控制；控制器由微处理器及外围电路、气压传感器及信号处理与变换电路、气动或电动阀门控制与状态检测电路、键盘与显示电路、通信接口、安装以上控制电路的盒体构成；(一)通过微处理器执行存储在存储器中的控制程序自动检测储料罐压力并控制阀门的开启与关闭，从而实现卸料过程的智能控制；(二)微控制器系统工作电源由24V汽车电源经过隔离型PWM变换器提供；(三)利用气压传感器检测储料罐的压力；传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋存波，朱名日，沈卓君，唐毅林，陈小琴，金红，
申请(专利权)人：桂林工学院，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]