以單片機(jī)的壓力測量控制系統(tǒng)設(shè)計

目前我國發(fā)展煤炭生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展迅速。綜采設(shè)備的應(yīng)用,是提高效率、改善安全狀況的措施。

影響開機(jī)率的一個主要因素是支架對工作面的頂板控制的好壞,因此,對綜采工作面進(jìn)行礦壓監(jiān)測與控制是很有必要的。要做到這一點,首先需要對井下工作面的液壓支架的實際工作狀況進(jìn)行監(jiān)測,通過對檢測數(shù)據(jù)處理、分析,評定其效果,并采取相應(yīng)措施,以提高開機(jī)率、提高產(chǎn)量。本文以監(jiān)測綜采液壓支架的壓力為研究內(nèi)容,開發(fā)了一套基于單片機(jī)的壓力測量控制系統(tǒng)。

2 壓力測量控制系統(tǒng)功能設(shè)計

壓力測量控制系統(tǒng)用于監(jiān)測支架壓力, 每臺測量控制系統(tǒng)配有四只傳感器, 可分別通過高壓油管連接支架的立柱、平衡千斤頂, 前探梁千斤頂?shù)挠蛪呵?。壓力測量控制系統(tǒng)接收到通訊測量控制系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)采集命令后, 采集四通道的壓力, 傳給通訊測量控制系統(tǒng), 再由通訊測量控制系統(tǒng)傳至地面。壓力測量控制系統(tǒng)設(shè)有按鍵, 當(dāng)按下時, 可在LCD液晶顯示窗口循環(huán)顯示四通道的壓力值。

3 壓力測量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件設(shè)計

圖1 壓力測量控制系統(tǒng)框圖

壓力測量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示, 它以80C51單片機(jī)為核心, 包括傳感器、光耦、多路數(shù)據(jù)開關(guān)、LCD液晶顯示器、SRAM, EPROM、自動復(fù)位電路、RS-485接口電路及高效電源電路等。下面分別介紹一下它們各自的設(shè)計特點。

3.1 傳感器

傳感器采用前面設(shè)計的活塞傳壓大量程諧振弦式液壓傳感器,傳感器輸出幅度為5伏的矩形波。

3.2 信號輸入電路

(1) 多路數(shù)據(jù)開關(guān)(多路數(shù)據(jù)選擇器)74HC151

74HC 151是8選1數(shù)據(jù)選擇器,它有8個數(shù)據(jù)輸入端D0--D7, 1個選通端S, 3個數(shù)據(jù)選擇端A, B, C和2個輸出端Y, W。當(dāng)3個數(shù)據(jù)選擇端A, B, C從000到111之間變化時,可選擇不同的通道。

(2) 信號輸入電路: 以D0通道為例,其電路如圖2所示。

圖2 信號輸入電路

由圖2看出,傳感器頻率信號是通過光電耦合器6N139耦合到74HC151的輸入引腳D0。80C51的P1.0, P1.1輸出控制碼,選擇D0--D3輸入中的一路,用單片機(jī)的T0測信號頻率。