專利名稱：電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電液控制系統(tǒng)使用的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
支撐保護(hù)問(wèn)題一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)、產(chǎn)量和效率的重要問(wèn)題。液壓支架電液 控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，從根本上改變了井下工作條件，并為煤炭的高效高產(chǎn)迅速提高奠 定了基礎(chǔ)。如圖1示出了單臺(tái)液壓支架電液控制系統(tǒng)的功能示意框圖。液壓支架電液控制系統(tǒng)包括傳感器11，其中傳感器可以包括壓力傳感器、行程傳感器、紅外線接收器等，用于 采集液壓支架的各種狀態(tài)信息，例如支柱的壓力，采煤機(jī)的位置和運(yùn)行方向，支架的推移距
1 等等{曰息；信號(hào)調(diào)理模塊12，用于接收上述傳感器11的信號(hào)，經(jīng)調(diào)制后傳輸控制器13 ；控制器13，用于分析處理接收的信號(hào)，并生成控制命令，發(fā)送給電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器 14，以及與信息顯示命令輸入模塊16進(jìn)行顯示或接收用戶輸入的指令；電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14，安裝在控制器13和電磁先導(dǎo)閥組15之間，用于接收控制器 13的命令，做相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)命令，發(fā)送給相應(yīng)的電磁先導(dǎo)閥組15以驅(qū)動(dòng)電磁先導(dǎo) 閥動(dòng)作；電磁先導(dǎo)閥組15包含多個(gè)電磁先導(dǎo)閥，電磁先導(dǎo)閥根據(jù)接收的命令控制內(nèi)部的 電磁頂桿斷開(kāi)或閉合，從而又控制相應(yīng)的液壓換向閥變換工作狀態(tài)，使對(duì)應(yīng)的千斤頂伸出 或收回，從而實(shí)現(xiàn)液壓支架相應(yīng)的動(dòng)作，以達(dá)到最終的控制命令。其中，電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14工作在煤礦礦井下，工作環(huán)境條件惡劣，工作電流大， 驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作多，因此對(duì)產(chǎn)品的安全性和可靠性要求非常高?，F(xiàn)有的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器一般 功能簡(jiǎn)單，對(duì)于掩護(hù)式液壓支架，支撐掩護(hù)式液壓支架和放頂煤式液壓支架，只能驅(qū)動(dòng)一種 類型的電磁先導(dǎo)閥組，使用不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，可以自動(dòng)驅(qū) 動(dòng)不同液壓支架類型的電磁先導(dǎo)閥組。本實(shí)用新型提供的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，包括輸入模塊141，用于接收從液壓支架的控制器13輸送來(lái)的電源信號(hào)和控制信號(hào)；電源處理模塊142，用于接收輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的電源信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所需電壓 為電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器供電；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有不同類型的液壓支架對(duì)應(yīng)的不同的配置文件，所述配置文件記 載不同輸出指令端口的定義；CPU處理模塊145，用于接收輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，還接收輸入模塊 141傳輸過(guò)來(lái)的液壓支架的控制器13輸送來(lái)的液壓支架類型，解析出控制指令，并根據(jù)所述類型讀取存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的配置文件，根據(jù)所讀取的配置文件生成所屬對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊146，用于將CPU處理模塊145生成的控制信號(hào)進(jìn)行放大；輸出模塊147，用于將驅(qū)動(dòng)模塊146放大后的控制信號(hào)發(fā)送到所要驅(qū)動(dòng)的電磁先 導(dǎo)閥。由上，由CPU處理模塊根據(jù)接收的液壓支架類型讀取存儲(chǔ)單元中對(duì)應(yīng)的不同配置 文件，可以自動(dòng)生成所需格式的控制信號(hào)，從而自動(dòng)驅(qū)動(dòng)不同液壓支架類型的電磁先導(dǎo)閥 組。例如，可以根據(jù)液壓支架的類型自主選擇驅(qū)動(dòng)掩護(hù)式液壓支架，支撐掩護(hù)式液壓支架或 放頂煤式液壓支架的驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制命令版本(即配置文件)，生成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。另外，通過(guò)CPU處理模塊實(shí)現(xiàn)電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器控制核心智能化，可以控制驅(qū)動(dòng) 動(dòng)作，與主控制器通訊，監(jiān)控工作狀態(tài)，自主報(bào)警，開(kāi)啟保護(hù)裝置等。并且，驅(qū)動(dòng)模塊采用集成芯片，芯片體積小，連接電路簡(jiǎn)單，內(nèi)部設(shè)有保護(hù)功能，一 共可驅(qū)動(dòng)42個(gè)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。其中，可選的所述輸入模塊141包括四端口的接口，兩端口用于傳輸電源信號(hào)， 另兩端口用于傳輸控制信號(hào)。由上，輸入模塊實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，成本較低。其中，還包括保護(hù)模塊143，用于監(jiān)測(cè)來(lái)自輸入模塊141或電源處理模塊142輸 出的電壓、電流是否正常，并在監(jiān)測(cè)出非正常時(shí)控制電源處理模塊142關(guān)閉電源；報(bào)警模塊144，用于在保護(hù)模塊143監(jiān)測(cè)出非正常時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。所述保護(hù)模塊143包括過(guò)電壓保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊和過(guò)電流保護(hù)模塊。由上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)電流監(jiān)控及及時(shí)報(bào)警。其中，還包括工作狀態(tài)指示模塊148，用于顯示CPU處理模塊142的工作狀態(tài)。由上，可以方便的監(jiān)控CPU處理模塊的工作狀態(tài)，便于及時(shí)了解程序運(yùn)行狀況。其中，還包括程序錄入模塊149，用于將電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器的操作程序輸入至 CPU處理模塊145。由上，可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU處理模塊中的程序升級(jí)，或配置文件的更新(對(duì)于存 儲(chǔ)模塊位于CPU處理模塊中的情況)，版本升級(jí)方便。其中，輸入模塊141還用于接收從液壓支架的控制器13輸送來(lái)的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng) 器的操作程序；CPU處理模塊145還用于接收并存儲(chǔ)輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的所述操作程序。由上，可以采用接收上位機(jī)的方式進(jìn)行呈現(xiàn)升級(jí)，版本升級(jí)方便?？傊?，由上可以看出，本實(shí)用新型電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器具有驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，智能化水平 高，版本升級(jí)方便，工作安全，性能可靠等特點(diǎn)。

圖1為單臺(tái)液壓支架電液控制系統(tǒng)的功能示意圖；圖2為電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器功能示意框圖；圖3為包含輸入模塊141的接口面板示意圖；圖4為包含輸出模塊接頭的接口面板示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2示出了本實(shí)用新型的電液控制系統(tǒng)使用的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14功能示意 框圖，包括輸入模塊141、電源處理模塊142、保護(hù)模塊143、報(bào)警模塊144、CPU處理模塊 145、驅(qū)動(dòng)模塊146、輸出模塊147、工作狀態(tài)顯示模塊148、程序錄入模塊149。其中，輸入模塊141用于接收從液壓支架的控制器13輸送來(lái)的電源信號(hào)和控制信號(hào)。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，輸入模塊141可以是一四端口的接口，其該四端口用于接入從液 壓支架的控制器13連出的一根四芯電纜，其中兩芯用來(lái)傳輸電源信號(hào)，另兩芯用來(lái)傳輸控 制信號(hào)。如圖3示出了包含該四端口的接口的接口面板，其中端口 A、B為電源信號(hào)接口，C、 D為控制信號(hào)端口。并且，液壓支架的控制器13到電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14之間的通信可以采取具有傳 輸速度快，誤碼率低，傳輸性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的通訊方式，例如I2C串行通信方式。電源處理模塊142用于接收輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的電源信號(hào)，并進(jìn)行降壓、濾波 等處理，使之適合電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14的使用要求，為其他模塊，如CPU處理模塊145、驅(qū)動(dòng) 模塊146等供電。保護(hù)模塊143用于監(jiān)測(cè)來(lái)自輸入模塊141或電源處理模塊142輸出的電壓、電流， 已在如過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)電流等故障時(shí)控制電源處理模塊142關(guān)閉電源，以及通過(guò)報(bào)警模 塊144輸出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。其中，保護(hù)模塊143可以包括過(guò)電壓保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊、過(guò)電流保護(hù)模 塊。過(guò)電壓保護(hù)模塊用于監(jiān)測(cè)輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的或電源處理模塊142輸出的電 源信號(hào)發(fā)生過(guò)電壓故障時(shí)，啟動(dòng)過(guò)電壓保護(hù)，直接控制電源處理模塊142關(guān)斷電源(或向液 壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)關(guān)閉總電壓)，并且通過(guò)報(bào)警模塊144發(fā)出過(guò)電壓報(bào)警，直至 電源電壓恢復(fù)正常，過(guò)電壓保護(hù)模塊會(huì)自動(dòng)關(guān)閉保護(hù)。欠電壓保護(hù)模塊、過(guò)電流保護(hù)模塊功能類似不再贅述。如圖3的接口面板示意圖還示出了作為報(bào)警模塊144的標(biāo)號(hào)為1、2、3、4的四個(gè) LED指示燈，分別用于指示工作狀態(tài)、過(guò)電壓、欠電壓、過(guò)電流。其中每個(gè)燈可以采用不同的 顏色。其中表示工作狀態(tài)的LED燈可以采用雙色LED燈，正常時(shí)亮綠燈，工作故障時(shí)亮紅燈。 并且過(guò)電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的LED燈亮黃燈，欠電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的LED燈亮藍(lán)燈，過(guò)電流時(shí)對(duì)應(yīng)的LED燈 亮紅燈。CPU處理模塊145用于接收輸入模塊141傳輸過(guò)來(lái)的來(lái)自從液壓支架的控制器13 的控制信號(hào)，進(jìn)行分析處理，解析出控制指令，然后配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)命令(即配置出要發(fā)送 到驅(qū)動(dòng)模塊146對(duì)應(yīng)的指令)，發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令到驅(qū)動(dòng)模塊146。本實(shí)用新型采用的CPU型號(hào)可為PIC 16F946，內(nèi)存大，功能多，處理速度快，可用 端口多，通用I/O 口共討個(gè)(使用了十四個(gè)端口與驅(qū)動(dòng)模塊連接，具體參見(jiàn)后文)，因此可 控制驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作非常齊全，并且CPU內(nèi)部保存了 3個(gè)驅(qū)動(dòng)程序版本(即不同的指令解析，具 體可以參見(jiàn)后文)，可以根據(jù)液壓支架的類型(由液壓支架控制器13提供類型號(hào)至CPU處 理模塊145，具體參見(jiàn)后文)自主選擇相應(yīng)的操作程序，分別可以驅(qū)動(dòng)掩護(hù)式液壓支架，支 撐掩護(hù)式液壓支架和放頂煤式液壓支架。[0051]CPU處理模塊142還具有故障下自復(fù)位功能，使正在進(jìn)行的動(dòng)作全部恢復(fù)到復(fù)位 狀態(tài)。CPU處理模塊142還可以通過(guò)輸入模塊141接收來(lái)自液壓支架的控制器13的更新內(nèi) 部操作程序的指令，實(shí)現(xiàn)程序升級(jí)。同時(shí)CPU處理模塊145還定時(shí)掃描電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器14的工作狀態(tài)，將電磁先導(dǎo) 閥驅(qū)動(dòng)器14的工作狀態(tài)信息，故障信息等通過(guò)輸入模塊141(相應(yīng)的輸入模塊141中的控 制信號(hào)端口為雙向傳輸)回傳給液壓支架的控制器13，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)溝通。工作狀態(tài)指示模塊148，用于顯示CPU處理模塊142的工作狀態(tài)，如運(yùn)行中、故障狀 態(tài)，以實(shí)現(xiàn)在CPU處理模塊142出現(xiàn)故障的情況下能迅速報(bào)警。程序錄入模塊149，用于將電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器的操作程序燒錄進(jìn)CPU中，實(shí)現(xiàn)操作 控制或用來(lái)程序升級(jí)。相對(duì)于上文提到的通過(guò)輸入模塊141接收來(lái)自液壓支架的控制器13 的更新內(nèi)部操作程序的指令，實(shí)現(xiàn)程序升級(jí)，是另一種程序升級(jí)方式。驅(qū)動(dòng)模塊146用于將CPU處理模塊145送出的控制信號(hào)進(jìn)行放大處理，該模塊使 用了集成驅(qū)動(dòng)芯片，一共可以驅(qū)動(dòng)42路動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，而且芯片體積小，節(jié)約了線路板 的空間。可以采用MC1413BDG芯片輸出模塊147用于將驅(qū)動(dòng)模塊146放大后的控制信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)的電磁先導(dǎo)閥， 以由電磁先導(dǎo)閥執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。其中，本實(shí)用新型中輸出模塊147可由十四端口的接口，用于連接十四根電纜，其 中每根電纜長(zhǎng)度可不同，定義也不一樣，這樣可以避免連接到電磁先導(dǎo)閥組時(shí)發(fā)生接線錯(cuò) 誤。如圖4示出了輸出模塊147的各個(gè)端口(即對(duì)應(yīng)的各個(gè)電纜)的面板示意圖。其中， 各個(gè)端口可如下定義用于驅(qū)動(dòng)掩護(hù)式液壓支架時(shí)，十四個(gè)端口定義如下表1 :
權(quán)利要求1.一種電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括輸入模塊(141)，用于接收從液壓支架的控制器(1 輸送來(lái)的電源信號(hào)和控制信號(hào)； 電源處理模塊(142)，用于接收輸入模塊(141)傳輸過(guò)來(lái)的電源信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所需電壓 為電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器供電；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有不同類型的液壓支架對(duì)應(yīng)的不同的配置文件，所述配置文件記載不 同輸出指令端口的定義；CPU處理模塊(145)，用于接收輸入模塊(141)傳輸過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，還接收輸入模塊 (141)傳輸過(guò)來(lái)的液壓支架的控制器(1 輸送來(lái)的液壓支架類型，解析出控制指令，并根 據(jù)所述類型讀取存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的配置文件，根據(jù)所讀取的配置文件生成所屬對(duì)應(yīng)的控制信 號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊(146)，用于將CPU處理模塊(14 生成的控制信號(hào)進(jìn)行放大； 輸出模塊(147)，用于將驅(qū)動(dòng)模塊(146)放大后的控制信號(hào)發(fā)送到所要驅(qū)動(dòng)的電磁先導(dǎo)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述輸入模塊(141)包括四端口的接口，兩端口用于傳輸電源信號(hào)，另兩端口用于傳 輸控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括保護(hù)模塊(143)，用于監(jiān)測(cè)來(lái)自輸入模塊(141)或電源處理模塊(142)輸出的電壓、電 流是否正常，并在監(jiān)測(cè)出非正常時(shí)控制電源處理模塊(142)關(guān)閉電源；報(bào)警模塊(144)，用于在保護(hù)模塊(143)監(jiān)測(cè)出非正常時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述保護(hù)模塊(14 包括過(guò)電壓保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊和過(guò)電流保護(hù)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括 工作狀態(tài)指示模塊(148)，用于顯示CPU處理模塊(142)的工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括程序錄入模塊(149)，用于將電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器的操作程序輸入至CPU處理模塊 (145)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，輸入模塊(141)還用于接收從液壓支架的控制器(1 輸送來(lái)的電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器的 操作程序；CPU處理模塊(14 還用于接收并存儲(chǔ)輸入模塊(141)傳輸過(guò)來(lái)的所述操作程序。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器，包括輸入模塊，用于接收從液壓支架的控制器輸送來(lái)的電源信號(hào)和控制信號(hào)；電源處理模塊，用于接收輸入模塊傳輸過(guò)來(lái)的電源信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所需電壓為電磁先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)器供電；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有不同類型的液壓支架對(duì)應(yīng)的不同的配置文件，所述配置文件記載不同輸出指令端口的定義；CPU處理模塊，用于接收輸入模塊傳輸過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，還接收輸入模塊傳輸過(guò)來(lái)的液壓支架的控制器輸送來(lái)的液壓支架類型，解析出控制指令，并根據(jù)所述類型讀取存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的配置文件，根據(jù)所讀取的配置文件生成所屬對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)；使用本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)不同液壓支架類型的電磁先導(dǎo)閥組。
文檔編號(hào)E21D23/12GK201934118SQ20102068745
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者李學(xué)恩, 李靖華, 禹丹 申請(qǐng)人:北京中科林重科技有限公司