專利名稱：一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電機控制技術領域，涉及一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路。
背景技術：
叉車在物流領域發(fā)揮著巨大作用。叉車按照動力方式來分類，可以分為內(nèi)燃叉車和電動叉車。由于電動叉車具有下述優(yōu)點使用時無尾氣排放，低噪聲，操作方便而靈巧，運行平穩(wěn)，國內(nèi)外用戶對電動叉車的需求量不斷增加。直流驅(qū)動由于成本比較便宜，長期以來作為驅(qū)動方式被廣泛應用于電動設備。然而直流驅(qū)動系統(tǒng)由于本身在性能、維修等方面存在一些固有的缺陷。相比之下，以交流電機為核心的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有效率高、節(jié)能、 可靠性強、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速范圍寬、低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率、維護成本低的特點，被稱為是21世紀電動叉車的革命性技術。叉車交流伺服控制系統(tǒng)是叉車的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)中的控制中心，而控制輸入輸出電路是整個控制系統(tǒng)的實施者，它負責將外部控制信號輸入到系統(tǒng)中并將系統(tǒng)對外的控制信號輸出，沒有控制輸入輸出電路，整個系統(tǒng)相當于紙上談兵。當前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了相關的電路，但是控制精度、安全性、可靠性以及抗干擾能力都不能完全滿足要求，開發(fā)一種精度高、安全性好、可靠度高、抗干擾能力強的電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的PWM輸出及保護電路就變得十分迫切。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路。本實用新型包括TMS320F2812數(shù)字處理芯片、開關控制信號輸入電路、模擬控制信號輸入電路、開關控制信號輸出電路。開關控制信號輸入電路包括十三個下拉電阻、十二個分壓電阻、六個上拉電阻、六個鉗位二極管、六個濾波電容、六個運算放大器、一個驅(qū)動芯片74HCM4。第一下拉電阻RlOl的一端與第二下拉電阻R102的一端、第一分壓電阻R201的一端連接，作為座位開關信號的輸入端；第一分壓電阻R201的另一端與第二分壓電阻R202的一端、第一鉗位二極管Dl的陰極、第一濾波電容Cl的一端、第一運算放大器UlOl的反相輸入端連接；第一下拉電阻RlOl的另一端、第二下拉電阻R102的另一端、第二分壓電阻R202 的另一端、第一鉗位二極管Dl的陽極、第一濾波電容Cl的另一端與數(shù)字地連接；第一運算放大器UlOl的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第一運算放大器UlOl的輸出端與第一上拉電阻R301的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的2腳連接，第一上拉電阻R301的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第三下拉電阻R103的一端與第四下拉電阻R104的一端、第三分壓電阻R203的一端連接，作為前進請求信號的輸入端；第三分壓電阻R203的另一端與第四分壓電阻R204的一端、第二鉗位二極管D2的陰極、第二濾波電容C2的一端、第二運算放大器U102的反相輸入端連接；第三下拉電阻R103的另一端、第四下拉電阻R104的另一端、第四分壓電阻R204 的另一端、第二鉗位二極管D2的陽極、第二濾波電容C2的另一端與數(shù)字地連接，第二運算放大器U102的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第二運算放大器U102的輸出端與第二上拉電阻R302的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的4腳連接，第二上拉電阻R302的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第五下拉電阻R105的一端與第六下拉電阻R106的一端、第五分壓電阻R205的一端連接，作為后退請求信號的輸入端；第五分壓電阻R205的另一端與第六分壓電阻R206的一端、第三鉗位二極管D3的陰極、第三濾波電容C3的一端、第三運算放大器U103的反相輸入端連接；第五下拉電阻R105的另一端、第六下拉電阻R106的另一端、第六分壓電阻R206 的另一端、第三鉗位二極管D3的陽極、第三濾波電容C3的另一端與數(shù)字地連接，第三運算放大器U103的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第三運算放大器U103的輸出端與第三上拉電阻R303的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的6腳連接，第三上拉電阻R303的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第七下拉電阻R107的一端與第八下拉電阻R108的一端、第七分壓電阻R207的一端連接，作為牽引允許信號的輸入端；第七分壓電阻R207的另一端與第八分壓電阻R208的一端、第四鉗位二極管D4的陰極、第四濾波電容C4的一端、第四運算放大器U104的反相輸入端連接；第七下拉電阻R107的另一端、第八下拉電阻R108的另一端、第八分壓電阻R208 的另一端、第四鉗位二極管D4的陽極、第四濾波電容C4的另一端與數(shù)字地連接，第四運算放大器U104的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第四運算放大器U104的輸出端與第四上拉電阻R304的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的8腳連接，第四上拉電阻R304的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第九下拉電阻R109的一端與第十下拉電阻RllO的一端、第九分壓電阻R209的一端連接，作為制動請求信號的輸入端；第九分壓電阻R209的另一端與第十分壓電阻R210的一端、第五鉗位二極管D5的陰極、第五濾波電容C5的一端、第五運算放大器U105的反相輸入端連接；第九下拉電阻R109的另一端、第十下拉電阻RllO的另一端、第十分壓電阻R210 的另一端、第五鉗位二極管D5的陽極、第五濾波電容C5的另一端與數(shù)字地連接，第一運算放大器U105的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第五運算放大器U105的輸出端與第五上拉電阻R305的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的11腳連接，第五上拉電阻R305的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第—^一下拉電阻Rlll的一端與第十二下拉電阻R112的一端、第i^一分壓電阻 R211的一端連接，作為提升請求信號的輸入端；第十一分壓電阻R211的另一端與第十二分壓電阻R212的一端、第六鉗位二極管D6的陰極、第六濾波電容C6的一端、第六運算放大器 U106的反相輸入端連接；第十一下拉電阻Rlll的另一端、第十二下拉電阻R112的另一端、 第十二分壓電阻R212的另一端、第六鉗位二極管的陽極D6、第六濾波電容C6的另一端與數(shù)字地連接，第六運算放大器U106的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第六運算放大器U106 的輸出端與第六上拉電阻R306的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的13腳連接，第六上拉電阻 R306的另一端接3. 3V數(shù)字電源。第一驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳、1腳、19腳與第十三下拉電阻R113的一端連接，第十三下拉電阻R113的另一端接數(shù)字地，第一驅(qū)動芯片74HC244的18腳作為座位開關信號的輸出端、16腳作為前進請求信號的輸出端、14腳作為后退請求信號的輸出端、12 腳作為牽引允許信號的輸出端、9腳作為制動請求信號的輸出端、7腳作為提升請求信號的輸出端，第一驅(qū)動芯片74HC244的20腳接3. 3V數(shù)字電源，第一驅(qū)動芯片74HCM4的10腳接數(shù)字地。模擬控制信號輸入電路包括八個分壓電阻、五個鉗位二極管、七個濾波電容、四個運算放大器。第七濾波電容C7的一端與第十三分壓電阻R213的一端連接，作為提升信號的輸入端；第十三分壓電阻R213的另一端、第十四分壓電阻R214的一端、第八濾波電容C8的一端與第七運算放大器U107的正相輸入端連接；第七濾波電容C7的另一端、第十四分壓電阻 R214的另一端、第八濾波電容C8的另一端與模擬地連接；第七運算放大器U107的反相輸入端和輸出端與第七鉗位二極管D7的陽極連接，作為提升信號的輸出端，第七鉗位二極管 D7的陰極接3. 3V模擬電源。第九濾波電容C9的一端與第十五分壓電阻R215的一端連接，作為牽引信號的輸入端；第十五分壓電阻R215的另一端與第十六分壓電阻R216的一端、第十濾波電容ClO的一端、第八運算放大器U108的正相輸入端連接；第九濾波電容C9的另一端、第十六分壓電阻R216的另一端、第十濾波電容ClO的另一端與模擬地連接；第八運算放大器U108的反相輸入端和輸出端與第八鉗位二極管D8的陽極連接，作為牽引信號的輸出端，第八鉗位二極管D8的陰極接3. 3V模擬電源。第十一濾波電容Cll的一端與第十七分壓電阻R217的一端連接，作為制動信號的輸入端；第十七分壓電阻R217的另一端與第十八分壓電阻R218的一端、第十二濾波電容C12的一端、第九運算放大器U109的正相輸入端連接；第十一濾波電容Cll的另一端、第十八分壓電阻R218的另一端、第十二濾波電容C12的另一端與模擬地連接；第九運算放大器U109的反相輸入端和輸出端與第九鉗位二極管D9的陽極連接，作為制動信號的輸出端， 第九鉗位二極管D9的陰極接3. 3V模擬電源。第十九分壓電阻R219的一端作為斷路檢測信號的輸入端，另一端與第二十分壓電阻R220的一端、第十鉗位二極管DlO的陽極、第十二三濾波電容C13的一端、第十運算放大器UllO的正相輸入端連接，第十鉗位二極管DlO的陰極、第二十分壓電阻R220的另一端、第十三濾波電容C13的另一端與模擬地連接；第十運算放大器UllO的反相輸入端和輸出端與第十一鉗位二極管Dll的陽極連接，作為斷路檢測信號的輸出端，第十一鉗位二極管Dll的陰極接3. 3V模擬電源。開關控制信號輸出電路包括四個下拉電阻、三個限流電阻、一個上拉電阻、一個整流二極管、四個續(xù)流二極管、一個驅(qū)動芯片74HCM4。第二驅(qū)動芯片74HC244的16腳、18腳與第十四下拉電阻R114的一端、第一限流電阻R401的一端連接，第十四下拉電阻R114的另一端接地，第一限流電阻R401的另一端接第一場效應管Ql的柵極；第一場效應管Ql的漏極與第一續(xù)流二極管DlOl的陽極連接，作為主接觸器的負極，第一續(xù)流二極管DlOl的陰極作為主接觸器的正極，第一場效應管Ql的源極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HC244的12腳、14腳與第十五下拉電阻R115的一端、第二限流電阻R402的一端連接，第十五下拉電阻R115的另一端接地，第二限流電阻R402的另一端接第二場效應管Q2的柵極；第二場效應管Q2的漏極與第二續(xù)流二極管D102的陽極連接，作為電磁制動線圈的負極，第二續(xù)流二極管D102的陰極作為電磁制動線圈的正極，第二場效應管Q2的源極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HC244的7腳、9腳與第十六下拉電阻R116的一端、第三限流電阻 R403的一端連接，第十六下拉電阻R116的另一端接地，第三限流電阻R403的另一端接第三場效應管Q3的柵極；第三場效應管Q3的漏極與第一整流二極管D201的陰極、第三續(xù)流二極管D103的陰極連接，第一整流二極管D201的陽極與第四續(xù)流二極管D104的陽極連接， 作為輔助負載的負極，第四續(xù)流二極管D104的陰極作為輔助負載的正極，第三場效應管Q3 的源極與第三續(xù)流二極管D103的陽極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HCM4的2腳、4腳作為主接觸器控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的6腳、8腳作為電磁制動線圈控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的11 腳、13腳作為輔助負載控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的1腳、19腳作為第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳與第十七下拉電阻R117的一端連接，第十七下拉電阻R117的另一端接數(shù)字地。開關控制信號輸入電路中的座位開關信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的102腳連接，前進請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的104腳連接，后退請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的116腳連接，牽引允許信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的117腳連接，制動請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的122腳連接，提升請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的123腳連接；模擬控制信號輸入電路中的提升信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的171腳連接，模擬控制信號輸入電路中的牽引信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的170腳連接，模擬控制信號輸入電路中的制動信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的169 腳連接，模擬控制信號輸入電路中的斷路檢測信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的6腳連接；開關控制信號輸出電路中的主接觸器控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的71腳連接，開關控制信號輸出電路中的電磁制動線圈控制信號的輸入端與 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的72腳連接，開關控制信號輸出電路中的輔助負載控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的61腳連接，開關控制信號輸出電路中的第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的IM腳連接。本實用新型中的TMS320F2812數(shù)字處理芯片擁有16個12位的A/D 口，保證了采樣精度，電路中的開關控制信號輸入后與電路中的固定電位作比較，可以輸出一個穩(wěn)定的開關量給TMS320F2812數(shù)字處理芯片，提高了電路的可靠性和抗干擾能力，即使外部輸入的控制信號由抖動，也不會影響系統(tǒng)的控制。本實用新型電路中增加了控制電位器負極的檢測電路，防止因為控制電位器負極斷開而造成的誤操作，提高了系統(tǒng)的安全性；本實用新型電路中比較重要的模擬信號量，如提升信號、牽引信號等均采用了運放匹配阻抗，減小了前后信號之間的相互干擾及影響并增加了驅(qū)動能力。

圖1為本實用新型中的TMS320F2812數(shù)字處理芯片的引腳示意圖；[0027]圖2為本實用新型中的開關控制信號輸入電路示意圖；圖3為本實用新型中的模擬控制信號輸入電路示意圖；圖4為本實用新型中的開關控制信號輸出電路示意圖。
具體實施方式
一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路包括TMS320F2812數(shù)字處理芯片、開關控制信號輸入電路、模擬控制信號輸入電路、開關控制信號輸出電路。如圖2所示，開關控制信號輸入電路包括十三個下拉電阻、十二個分壓電阻、六個上拉電阻、六個鉗位二極管、六個濾波電容、六個運算放大器、一個驅(qū)動芯片74HCM4。第一下拉電阻RlOl的一端與第二下拉電阻R102的一端、第一分壓電阻R201的一端連接，作為座位開關信號的輸入端；第一分壓電阻R201的另一端與第二分壓電阻R202的一端、第一鉗位二極管Dl的陰極、第一濾波電容Cl的一端、第一運算放大器UlOl的反相輸入端連接；第一下拉電阻RlOl的另一端、第二下拉電阻R102的另一端、第二分壓電阻R202 的另一端、第一鉗位二極管Dl的陽極、第一濾波電容Cl的另一端與數(shù)字地連接；第一運算放大器UlOl的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第一運算放大器UlOl的輸出端與第一上拉電阻R301的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的2腳連接，第一上拉電阻R301的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第三下拉電阻R103的一端與第四下拉電阻R104的一端、第三分壓電阻R203的一端連接，作為前進請求信號的輸入端；第三分壓電阻R203的另一端與第四分壓電阻R204的一端、第二鉗位二極管D2的陰極、第二濾波電容C2的一端、第二運算放大器U102的反相輸入端連接；第三下拉電阻R103的另一端、第四下拉電阻R104的另一端、第四分壓電阻R204 的另一端、第二鉗位二極管D2的陽極、第二濾波電容C2的另一端與數(shù)字地連接，第二運算放大器U102的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第二運算放大器U102的輸出端與第二上拉電阻R302的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的4腳連接，第二上拉電阻R302的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第五下拉電阻R105的一端與第六下拉電阻R106的一端、第五分壓電阻R205的一端連接，作為后退請求信號的輸入端；第五分壓電阻R205的另一端與第六分壓電阻R206的一端、第三鉗位二極管D3的陰極、第三濾波電容C3的一端、第三運算放大器U103的反相輸入端連接；第五下拉電阻R105的另一端、第六下拉電阻R106的另一端、第六分壓電阻R206 的另一端、第三鉗位二極管D3的陽極、第三濾波電容C3的另一端與數(shù)字地連接，第三運算放大器U103的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第三運算放大器U103的輸出端與第三上拉電阻R303的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的6腳連接，第三上拉電阻R303的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第七下拉電阻R107的一端與第八下拉電阻R108的一端、第七分壓電阻R207的一端連接，作為牽引允許信號的輸入端；第七分壓電阻R207的另一端與第八分壓電阻R208的一端、第四鉗位二極管D4的陰極、第四濾波電容C4的一端、第四運算放大器U104的反相輸入端連接；第七下拉電阻R107的另一端、第八下拉電阻R108的另一端、第八分壓電阻R208 的另一端、第四鉗位二極管D4的陽極、第四濾波電容C4的另一端與數(shù)字地連接，第四運算放大器U104的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第四運算放大器U104的輸出端與第四上拉電阻R304的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的8腳連接，第四上拉電阻R304的另一端接3. 3V
數(shù)字電源。第九下拉電阻R109的一端與第十下拉電阻RllO的一端、第九分壓電阻R209的一端連接，作為制動請求信號的輸入端；第九分壓電阻R209的另一端與第十分壓電阻R210的一端、第五鉗位二極管D5的陰極、第五濾波電容C5的一端、第五運算放大器U105的反相輸入端連接；第九下拉電阻R109的另一端、第十下拉電阻RllO的另一端、第十分壓電阻R210 的另一端、第五鉗位二極管D5的陽極、第五濾波電容C5的另一端與數(shù)字地連接，第一運算放大器U105的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第五運算放大器U105的輸出端與第五上拉電阻R305的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的11腳連接，第五上拉電阻R305的另一端接3. 3V 數(shù)字電源。第—^一下拉電阻Rlll的一端與第十二下拉電阻R112的一端、第i^一分壓電阻 R211的一端連接，作為提升請求信號的輸入端；第十一分壓電阻R211的另一端與第十二分壓電阻R212的一端、第六鉗位二極管D6的陰極、第六濾波電容C6的一端、第六運算放大器 U106的反相輸入端連接；第十一下拉電阻Rlll的另一端、第十二下拉電阻R112的另一端、 第十二分壓電阻R212的另一端、第六鉗位二極管的陽極D6、第六濾波電容C6的另一端與數(shù)字地連接，第六運算放大器U106的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第六運算放大器U106 的輸出端與第六上拉電阻R306的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的13腳連接，第六上拉電阻 R306的另一端接3. 3V數(shù)字電源。第一驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳、1腳、19腳與第十三下拉電阻R113的一端連接，第十三下拉電阻R113的另一端接數(shù)字地，第一驅(qū)動芯片74HC244的18腳作為座位開關信號的輸出端、16腳作為前進請求信號的輸出端、14腳作為后退請求信號的輸出端、12 腳作為牽引允許信號的輸出端、9腳作為制動請求信號的輸出端、7腳作為提升請求信號的輸出端，第一驅(qū)動芯片74HC244的20腳接3. 3V數(shù)字電源，第一驅(qū)動芯片74HCM4的10腳接數(shù)字地。如圖3所示，模擬控制信號輸入電路包括八個分壓電阻、五個鉗位二極管、七個濾波電容、四個運算放大器。第七濾波電容C7的一端與第十三分壓電阻R213的一端連接，作為提升信號的輸入端；第十三分壓電阻R213的另一端、第十四分壓電阻R214的一端、第八濾波電容C8的一端與第七運算放大器U107的正相輸入端連接；第七濾波電容C7的另一端、第十四分壓電阻 R214的另一端、第八濾波電容C8的另一端與模擬地連接；第七運算放大器U107的反相輸入端和輸出端與第七鉗位二極管D7的陽極連接，作為提升信號的輸出端，第七鉗位二極管 D7的陰極接3. 3V模擬電源。第九濾波電容C9的一端與第十五分壓電阻R215的一端連接，作為牽引信號的輸入端；第十五分壓電阻R215的另一端與第十六分壓電阻R216的一端、第十濾波電容ClO的一端、第八運算放大器U108的正相輸入端連接；第九濾波電容C9的另一端、第十六分壓電阻R216的另一端、第十濾波電容ClO的另一端與模擬地連接；第八運算放大器U108的反相輸入端和輸出端與第八鉗位二極管D8的陽極連接，作為牽引信號的輸出端，第八鉗位二極管D8的陰極接3. 3V模擬電源。第十一濾波電容Cll的一端與第十七分壓電阻R217的一端連接，作為制動信號的輸入端；第十七分壓電阻R217的另一端與第十八分壓電阻R218的一端、第十二濾波電容C12的一端、第九運算放大器U109的正相輸入端連接；第十一濾波電容Cll的另一端、第十八分壓電阻R218的另一端、第十二濾波電容C12的另一端與模擬地連接；第九運算放大器U109的反相輸入端和輸出端與第九鉗位二極管D9的陽極連接，作為制動信號的輸出端， 第九鉗位二極管D9的陰極接3. 3V模擬電源。第十九分壓電阻R219的一端作為斷路檢測信號的輸入端，另一端與第二十分壓電阻R220的一端、第十鉗位二極管DlO的陽極、第十二三濾波電容C13的一端、第十運算放大器UllO的正相輸入端連接，第十鉗位二極管DlO的陰極、第二十分壓電阻R220的另一端、第十三濾波電容C13的另一端與模擬地連接；第十運算放大器UllO的反相輸入端和輸出端與第十一鉗位二極管Dll的陽極連接，作為斷路檢測信號的輸出端，第十一鉗位二極管Dll的陰極接3. 3V模擬電源。如圖4所示，開關控制信號輸出電路包括四個下拉電阻、三個限流電阻、一個上拉電阻、一個整流二極管、四個續(xù)流二極管、一個驅(qū)動芯片74HCM4。第二驅(qū)動芯片74HC244的16腳、18腳與第十四下拉電阻R114的一端、第一限流電阻R401的一端連接，第十四下拉電阻R114的另一端接地，第一限流電阻R401的另一端接第一場效應管Ql的柵極；第一場效應管Ql的漏極與第一續(xù)流二極管DlOl的陽極連接，作為主接觸器的負極，第一續(xù)流二極管DlOl的陰極作為主接觸器的正極，第一場效應管Ql的源極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HC244的12腳、14腳與第十五下拉電阻R115的一端、第二限流電阻R402的一端連接，第十五下拉電阻R115的另一端接地，第二限流電阻R402的另一端接第二場效應管Q2的柵極；第二場效應管Q2的漏極與第二續(xù)流二極管D102的陽極連接，作為電磁制動線圈的負極，第二續(xù)流二極管D102的陰極作為電磁制動線圈的正極，第二場效應管Q2的源極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HC244的7腳、9腳與第十六下拉電阻R116的一端、第三限流電阻 R403的一端連接，第十六下拉電阻R116的另一端接地，第三限流電阻R403的另一端接第三場效應管Q3的柵極；第三場效應管Q3的漏極與第一整流二極管D201的陰極、第三續(xù)流二極管D103的陰極連接，第一整流二極管D201的陽極與第四續(xù)流二極管D104的陽極連接， 作為輔助負載的負極，第四續(xù)流二極管D104的陰極作為輔助負載的正極，第三場效應管Q3 的源極與第三續(xù)流二極管D103的陽極接數(shù)字地。第二驅(qū)動芯片74HCM4的2腳、4腳作為主接觸器控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的6腳、8腳作為電磁制動線圈控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的11 腳、13腳作為輔助負載控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的1腳、19腳作為第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳與第十七下拉電阻R117的一端連接，第十七下拉電阻R117的另一端接數(shù)字地。圖1給出了 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的引腳示意圖，如圖1 開關控制信號輸入電路中的座位開關信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的102腳連接，前進請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的104腳連接，后退請求信號的輸出端與 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的116腳連接，牽引允許信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的117腳連接，制動請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的122腳連接，提升請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的123腳連接；模擬控制信號輸入電路中的提升信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的171腳連接，模擬控制信號輸入電路中的牽引信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的170腳連接，模擬控制信號輸入電路中的制動信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的169腳連接，模擬控制信號輸入電路中的斷路檢測信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的6腳連接；開關控制信號輸出電路中的主接觸器控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的71腳連接，開關控制信號輸出電路中的電磁制動線圈控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的72腳連接，開關控制信號輸出電路中的輔助負載控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的61腳連接，開關控制信號輸出電路中的第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端與 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的IM腳連接。
權(quán)利要求1. 一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路，包括TMS320F2812數(shù)字處理芯片、開關控制信號輸入電路、模擬控制信號輸入電路、開關控制信號輸出電路，其特征在于所述的開關控制信號輸入電路包括十三個下拉電阻、十二個分壓電阻、六個上拉電阻、 六個鉗位二極管、六個濾波電容、六個運算放大器、一個驅(qū)動芯片74HC244 ；第一下拉電阻(RlOl)的一端與第二下拉電阻(R102)的一端、第一分壓電阻(R201) 的一端連接，作為座位開關信號的輸入端；第一分壓電阻(R201)的另一端與第二分壓電阻 (R202)的一端、第一鉗位二極管(Dl)的陰極、第一濾波電容(Cl)的一端、第一運算放大器 (UlOl)的反相輸入端連接；第一下拉電阻(RlOl)的另一端、第二下拉電阻(R102)的另一端、第二分壓電阻￠20 的另一端、第一鉗位二極管(Dl)的陽極、第一濾波電容(Cl)的另一端與數(shù)字地連接；第一運算放大器(UlOl)的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第一運算放大器(UlOl)的輸出端與第一上拉電阻(R301)的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的2腳連接，第一上拉電阻(R301)的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第三下拉電阻(R103)的一端與第四下拉電阻(R104)的一端、第三分壓電阻(R203) 的一端連接，作為前進請求信號的輸入端；第三分壓電阻(R203)的另一端與第四分壓電阻 (R204)的一端、第二鉗位二極管(擬)的陰極、第二濾波電容(以)的一端、第二運算放大器 (U102)的反相輸入端連接；第三下拉電阻(R103)的另一端、第四下拉電阻(R104)的另一端、第四分壓電阻(R204)的另一端、第二鉗位二極管(D2)的陽極、第二濾波電容(C2)的另一端與數(shù)字地連接，第二運算放大器(UK)》的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第二運算放大器(U102)的輸出端與第二上拉電阻(R302)的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的4腳連接，第二上拉電阻(R302)的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第五下拉電阻(R105)的一端與第六下拉電阻(R106)的一端、第五分壓電阻(R205) 的一端連接，作為后退請求信號的輸入端；第五分壓電阻(R205)的另一端與第六分壓電阻 (R206)的一端、第三鉗位二極管(D!3)的陰極、第三濾波電容(O)的一端、第三運算放大器 (U103)的反相輸入端連接；第五下拉電阻(R105)的另一端、第六下拉電阻(R106)的另一端、第六分壓電阻(R206)的另一端、第三鉗位二極管(D!3)的陽極、第三濾波電容(O)的另一端與數(shù)字地連接，第三運算放大器(Ul(XB)的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第三運算放大器(U103)的輸出端與第三上拉電阻(R303)的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的6腳連接，第三上拉電阻(R303)的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第七下拉電阻(R107)的一端與第八下拉電阻(R108)的一端、第七分壓電阻(R207) 的一端連接，作為牽引允許信號的輸入端；第七分壓電阻(R207)的另一端與第八分壓電阻 (R208)的一端、第四鉗位二極管(D4)的陰極、第四濾波電容(C4)的一端、第四運算放大器 (U104)的反相輸入端連接；第七下拉電阻(R107)的另一端、第八下拉電阻(R108)的另一端、第八分壓電阻(R208)的另一端、第四鉗位二極管(D4)的陽極、第四濾波電容(C4)的另一端與數(shù)字地連接，第四運算放大器(U104)的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第四運算放大器(U104)的輸出端與第四上拉電阻(R304)的一端、第一驅(qū)動芯片74HC244的8腳連接，第四上拉電阻(R304)的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第九下拉電阻(R109)的一端與第十下拉電阻(RllO)的一端、第九分壓電阻(R209) 的一端連接，作為制動請求信號的輸入端；第九分壓電阻(R209)的另一端與第十分壓電阻(R210)的一端、第五鉗位二極管(M)的陰極、第五濾波電容(( )的一端、第五運算放大器 (U105)的反相輸入端連接；第九下拉電阻(R109)的另一端、第十下拉電阻(RllO)的另一端、第十分壓電阻(R210)的另一端、第五鉗位二極管(D5)的陽極、第五濾波電容(C5)的另一端與數(shù)字地連接，第一運算放大器(肌0幻的正相輸入端接3. 3V數(shù)字電源，第五運算放大器(U105)的輸出端與第五上拉電阻(R305)的一端、第一驅(qū)動芯片74HCM4的11腳連接， 第五上拉電阻(R30O的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第十一下拉電阻(Rlll)的一端與第十二下拉電阻(R112)的一端、第十一分壓電阻 (R211)的一端連接，作為提升請求信號的輸入端；第十一分壓電阻(R211)的另一端與第十二分壓電阻(R2U)的一端、第六鉗位二極管(D6)的陰極、第六濾波電容(C6)的一端、 第六運算放大器(U106)的反相輸入端連接；第十一下拉電阻(Rlll)的另一端、第十二下拉電阻(R112)的另一端、第十二分壓電阻(R212)的另一端、第六鉗位二極管的陽極(D6)、 第六濾波電容(C6)的另一端與數(shù)字地連接，第六運算放大器(U106)的正相輸入端接3. 3V 數(shù)字電源，第六運算放大器(U106)的輸出端與第六上拉電阻(R306)的一端、第一驅(qū)動芯片 74HC244的13腳連接，第六上拉電阻(R306)的另一端接3. 3V數(shù)字電源；第一驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳、1腳、19腳與第十三下拉電阻(R113)的一端連接，第十三下拉電阻(R113)的另一端接數(shù)字地，第一驅(qū)動芯片74HC244的18腳作為座位開關信號的輸出端、16腳作為前進請求信號的輸出端、14腳作為后退請求信號的輸出端、12 腳作為牽引允許信號的輸出端、9腳作為制動請求信號的輸出端、7腳作為提升請求信號的輸出端，第一驅(qū)動芯片74HCM4的20腳接3. 3V數(shù)字電源，第一驅(qū)動芯片74HC244的10腳接數(shù)字地；所述的模擬控制信號輸入電路包括八個分壓電阻、五個鉗位二極管、七個濾波電容、四個運算放大器；第七濾波電容(C7)的一端與第十三分壓電阻(R2i;3)的一端連接，作為提升信號的輸入端；第十三分壓電阻(R2i:3)的另一端、第十四分壓電阻(R214)的一端、第八濾波電容 (C8)的一端與第七運算放大器(U107)的正相輸入端連接；第七濾波電容(C7)的另一端、 第十四分壓電阻(R214)的另一端、第八濾波電容(C8)的另一端與模擬地連接；第七運算放大器(U107)的反相輸入端和輸出端與第七鉗位二極管(D7)的陽極連接，作為提升信號的輸出端，第七鉗位二極管(D7)的陰極接3. 3V模擬電源；第九濾波電容(C9)的一端與第十五分壓電阻(R215)的一端連接，作為牽引信號的輸入端；第十五分壓電阻(R215)的另一端與第十六分壓電阻(R216)的一端、第十濾波電容 (ClO)的一端、第八運算放大器(U108)的正相輸入端連接；第九濾波電容(C9)的另一端、 第十六分壓電阻(R216)的另一端、第十濾波電容(ClO)的另一端與模擬地連接；第八運算放大器(U108)的反相輸入端和輸出端與第八鉗位二極管(D8)的陽極連接，作為牽引信號的輸出端，第八鉗位二極管(D8)的陰極接3. 3V模擬電源；第十一濾波電容(Cll)的一端與第十七分壓電阻(R217)的一端連接，作為制動信號的輸入端；第十七分壓電阻(R217)的另一端與第十八分壓電阻(R218)的一端、第十二濾波電容(C12)的一端、第九運算放大器(U109)的正相輸入端連接；第十一濾波電容(Cll)的另一端、第十八分壓電阻(R218)的另一端、第十二濾波電容(Cl》的另一端與模擬地連接；第九運算放大器(U109)的反相輸入端和輸出端與第九鉗位二極管(D9)的陽極連接，作為制動信號的輸出端，第九鉗位二極管(D9)的陰極接3. 3V模擬電源；第十九分壓電阻(R219)的一端作為斷路檢測信號的輸入端，另一端與第二十分壓電阻(R220)的一端、第十鉗位二極管(DlO)的陽極、第十二三濾波電容(C13)的一端、第十運算放大器(UllO)的正相輸入端連接，第十鉗位二極管(DlO)的陰極、第二十分壓電阻 (R220)的另一端、第十三濾波電容(C13)的另一端與模擬地連接；第十運算放大器(UllO) 的反相輸入端和輸出端與第十一鉗位二極管(Dll)的陽極連接，作為斷路檢測信號的輸出端，第十一鉗位二極管(Dll)的陰極接3. 3V模擬電源；所述的開關控制信號輸出電路包括四個下拉電阻、三個限流電阻、一個上拉電阻、一個整流二極管、四個續(xù)流二極管、一個驅(qū)動芯片74HC244 ；第二驅(qū)動芯片74HCM4的16腳、18腳與第十四下拉電阻(R114)的一端、第一限流電阻(R401)的一端連接，第十四下拉電阻(R114)的另一端接地，第一限流電阻(R401)的另一端接第一場效應管Oil)的柵極；第一場效應管Oil)的漏極與第一續(xù)流二極管(DlOl)的陽極連接，作為主接觸器的負極，第一續(xù)流二極管(DlOl)的陰極作為主接觸器的正極，第一場效應管Oil)的源極接數(shù)字地；第二驅(qū)動芯片74HCM4的12腳、14腳與第十五下拉電阻(R115)的一端、第二限流電阻(R402)的一端連接，第十五下拉電阻(R115)的另一端接地，第二限流電阻(R402)的另一端接第二場效應管的柵極；第二場效應管的漏極與第二續(xù)流二極管(D102)的陽極連接，作為電磁制動線圈的負極，第二續(xù)流二極管(D102)的陰極作為電磁制動線圈的正極，第二場效應管的源極接數(shù)字地；第二驅(qū)動芯片74HCM4的7腳、9腳與第十六下拉電阻(R116)的一端、第三限流電阻 (R403)的一端連接，第十六下拉電阻(R116)的另一端接地，第三限流電阻(R403)的另一端接第三場效應管O )的柵極；第三場效應管O )的漏極與第一整流二極管(D201)的陰極、第三續(xù)流二極管(D10;3)的陰極連接，第一整流二極管(D201)的陽極與第四續(xù)流二極管 (D104)的陽極連接，作為輔助負載的負極，第四續(xù)流二極管(D104)的陰極作為輔助負載的正極，第三場效應管O )的源極與第三續(xù)流二極管(D10;3)的陽極接數(shù)字地；第二驅(qū)動芯片74HCM4的2腳、4腳作為主接觸器控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片 74HC244的6腳、8腳作為電磁制動線圈控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HC244的11腳、 13腳作為輔助負載控制信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HCM4的1腳、19腳作為第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端，第二驅(qū)動芯片74HCM4的15腳、17腳與第十七下拉電阻 (Rl 17)的一端連接，第十七下拉電阻(R117)的另一端接數(shù)字地；開關控制信號輸入電路中的座位開關信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的 102腳連接，前進請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的104腳連接，后退請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的116腳連接，牽引允許信號的輸出端與 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的117腳連接，制動請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的122腳連接，提升請求信號的輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的123腳連接；模擬控制信號輸入電路中的提升信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的171腳連接，模擬控制信號輸入電路中的牽引信號輸出端與TMS320M812數(shù)字處理芯片的170腳連接，模擬控制信號輸入電路中的制動信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的169 腳連接，模擬控制信號輸入電路中的斷路檢測信號輸出端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片4的6腳連接；開關控制信號輸出電路中的主接觸器控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的71腳連接，開關控制信號輸出電路中的電磁制動線圈控制信號的輸入端與 TMS320F2812數(shù)字處理芯片的72腳連接，開關控制信號輸出電路中的輔助負載控制信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的61腳連接，開關控制信號輸出電路中的第二驅(qū)動芯片74HC244選通信號的輸入端與TMS320F2812數(shù)字處理芯片的IM腳連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電動叉車交流伺服控制系統(tǒng)的控制輸入輸出電路。現(xiàn)有產(chǎn)品控制精度、安全性、可靠性、抗干擾能力不夠。本實用新型包括數(shù)字處理芯片、開關控制信號輸入和輸出電路、模擬控制信號輸入電路。開關控制信號輸入電路包括十三個下拉電阻、十二個分壓電阻、六個上拉電阻、六個鉗位二極管、六個濾波電容、六個運算放大器、一個驅(qū)動芯片；開關控制信號輸出電路包括四個下拉電阻、三個限流電阻、一個上拉電阻、一個整流二極管、四個續(xù)流二極管、一個驅(qū)動芯片；模擬控制信號輸入電路包括八個分壓電阻、五個鉗位二極管、七個濾波電容、四個運算放大器。本實用新型保證了采樣精度，提高了電路的可靠性、抗干擾能力，以及系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G05B19/04GK202145269SQ201120194978
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者馮火青, 趙慧剛 申請人:杭州奧蒂電控有限公司