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專利名稱：數(shù)字式超聲波料位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域用于瀝青、穩(wěn)定土、水泥滑模攤鋪機(jī)控制螺旋、刮板的轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)控制輸料或分料的高度。
背景技術(shù)：
道路路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)是由攤鋪機(jī)來完成的，攤鋪機(jī)必須源源不斷地將運(yùn)料車送來的材料，輸送往工作裝置---熨平板，過多或過少的材料都會(huì)影響到攤鋪質(zhì)量，目前市場上攤鋪機(jī)，料位控制有兩種方式，人工直接控制或者料位器自動(dòng)控制；自動(dòng)控制又有兩種方式接觸式開關(guān)控制和非接觸式比例控制；由于后者有使用方便、無磨損等優(yōu)勢，逐漸成為發(fā)展趨勢。
但是目前市面上使用的料位控制器主要是模擬電路結(jié)構(gòu)，它有以下缺點(diǎn)1)無數(shù)字顯示功能，料位依靠操作者目測來設(shè)定；2)無故障信息顯示及診斷功能；3)模擬電路，內(nèi)部參數(shù)固定，無法在使用現(xiàn)場根據(jù)不同機(jī)型、工況進(jìn)行調(diào)節(jié)或設(shè)定；4)無通訊功能，只能進(jìn)行局部控制；5)無外部互鎖功能；6)無數(shù)據(jù)記憶功能。
這些缺點(diǎn)造成傳統(tǒng)的控制器控制精度低，操作不便，適配性差。

發(fā)明內(nèi)容
解決現(xiàn)有控制技術(shù)存在的以上幾種缺點(diǎn)，提高攤鋪機(jī)料位控制技術(shù)的水平，促進(jìn)工程機(jī)械數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，提高道路路面施工質(zhì)量。
本實(shí)用新型包括超聲波傳感器、模擬濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、功率放大器、主控制芯片、按鍵輸入，其特征是按鍵輸入包括料位參數(shù)輸入和控制參數(shù)輸入兩部分，在主控制芯片上還連接有現(xiàn)場總線芯片和顯示單元。
本實(shí)用新型按鍵輸入電路中的按鍵KEY1與主控制芯片的引角RA3/AN3/VREF+連接，按鍵KEY2與主控制芯片的引角RA4/T0CKI連接，顯示單元電路中的SEG0與主控制芯片的引角RA0/AN0連接，顯示單元電路中的SEG1與主控制芯片的引角RA1/AN1連接，顯示單元電路中的SEG2與主控制芯片的引角RA2/AN2/VREF-連接，功率輸出電路中PWM1的與主控制芯片的引角RC1/TI0DI/CCP2連接，現(xiàn)場總線芯片的引角CS與主控制芯片的引角RC6/TX/CK連接，現(xiàn)場總線芯片的引角S0與主控制芯片的引角RC4/SDI/SDA連接，現(xiàn)場總線芯片的引角SI與主控制芯片的引角RC5/SD0連接，現(xiàn)場總線芯片的引角SCK與主控制芯片的引角RC3/SCK/SCL連接。
本實(shí)用新型的主要內(nèi)容是，結(jié)合超聲波傳感器技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)等，通過按鍵設(shè)定、數(shù)碼管顯示料位高度，輸出PWM信號控制攤鋪機(jī)螺旋輸料器或刮板輸料器的液壓泵，實(shí)現(xiàn)料位穩(wěn)定均勻。
本實(shí)用新型的效果1)數(shù)字顯示、數(shù)字給定。
2)內(nèi)置開關(guān)點(diǎn)，可與外部連鎖控制。
3)反極性、過壓、電磁閥短路保護(hù)。
4)外部故障通過代碼顯示，方便快速排除。
5)CANBUS通訊，符合CAN2.0B協(xié)議。
6)輸出形式多樣，使用方便，與大多數(shù)現(xiàn)有攤鋪機(jī)匹配互換。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2中A部分是本實(shí)用新型的主控制芯片電路圖。
圖2中B部分與圖3構(gòu)成本實(shí)用新型的顯示單元電路圖。
圖4是本實(shí)用新型的按鍵輸入電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的CANBUS現(xiàn)場總線芯片電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的功率輸出電路圖。
具體實(shí)施方式
圖4中的按鍵KEY1與圖2中的引角RA3/AN3/VREF+連接，圖4中的按鍵KEY2與圖2中的引角RA4/T0CKI連接，圖3中的SEG0與圖2中的引角RA0/AN0連接，圖3中的SEG1與圖2中的引角RA1/AN1連接，圖3中的SEG2與圖2中的引角RA2/AN2/VREF-連接，圖6中PWM1的與圖2中的引角RC1/TI0DI/CCP2連接，圖5中的引角CS與圖2中的引角RC6/TX/CK連接，圖5中的引角S0與圖2中的引角RC4/SDI/SDA連接，圖5中的引角SI與圖2中的引角RC5/SD0連接，圖5中的引角SCK與圖2中的引角RC3/SCK/SCL連接。
本實(shí)用新型采用非接觸式超聲波傳感器作為檢測元件，將料位距離轉(zhuǎn)換成電氣信號，經(jīng)過濾波器去除較大干擾信號后再利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電氣信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再次經(jīng)過數(shù)字濾波環(huán)節(jié)，濾除小的干擾信號；操作者通過按鍵將需要料位輸入到控制器；檢測誤差信號和給定數(shù)據(jù)同時(shí)送入主控制芯片進(jìn)行運(yùn)算。
本實(shí)用新型采用大規(guī)模單片機(jī)作為主控制芯片，與主機(jī)相關(guān)的基本參數(shù)存儲(chǔ)在芯片中，誤差信號與給定信號在主芯片中進(jìn)行比較，結(jié)合內(nèi)置的主機(jī)參數(shù)，通過比較、運(yùn)算等環(huán)節(jié)后，得出最佳固定頻率、可變占空比的PWM信號，送往功率放大部分。料位高低和比例區(qū)大小均可調(diào)節(jié)，能適應(yīng)大多數(shù)機(jī)型。
主控制芯片同時(shí)將運(yùn)算得出的料位信號，通過專門的CANBUS現(xiàn)場總線芯片，轉(zhuǎn)換成符合CAN2.0B協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號輸出，用來與攤鋪機(jī)的主控制器通訊，實(shí)現(xiàn)整機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制。
輸出部分采用大功率MOS管作為驅(qū)動(dòng)元件，輸出最大可達(dá)到3A的電流，可以驅(qū)動(dòng)常見的各種型號的液壓泵。為了避免外部元件損壞時(shí)對控制器造成意外影響，在功率輸出回路上還設(shè)置有保護(hù)電路，隨時(shí)監(jiān)測液壓泵的情況，當(dāng)出現(xiàn)斷路或者開路故障時(shí)，切斷輸出信號，并且送出故障診斷結(jié)果。
控制器超出控制范圍或者距離太近，即認(rèn)為是異常現(xiàn)象，這時(shí)控制器不動(dòng)作，并通過符號顯示提醒操作者。
本實(shí)用新型采用了非易失性存儲(chǔ)器(E2PROM)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，所以操作者設(shè)置的數(shù)據(jù)會(huì)永久保存，并不需要在每次施工前重新設(shè)定參數(shù)，大大方便了使用。
權(quán)利要求1.數(shù)字式超聲波料位器，包括超聲波傳感器、模擬濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、功率放大器、主控制芯片、按鍵輸入，其特征是按鍵輸入包括料位參數(shù)輸入和控制參數(shù)輸入兩部分，在主控制芯片上還連接有現(xiàn)場總線芯片和顯示單元。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式超聲波料位器，其特征是按鍵KEY1與主控制芯片的引角RA3/AN3/VREF+連接，按鍵KEY2與主控制芯片的引角RA4/T0CKI連接，顯示單元電路中的引角SEG0與主控制芯片的引角RA0/AN0連接，顯示單元電路中的引角SEG1與主控制芯片的引角RA1/AN1連接，顯示單元電路中的引角SEG2與主控制芯片的引角RA2/AN2/VREF-連接，功率輸出電路中PWM1與主控制芯片的引角RC1/TIODI/CCP2連接，現(xiàn)場總線芯片的引角CS與主控制芯片的引角RC6/TX/CK連接，現(xiàn)場總線芯片的引角S0與主控制芯片的引角RC4/SDI/SDA連接，現(xiàn)場總線芯片的引角SI與主控制芯片的引角RC5/SD0連接，現(xiàn)場總線芯片的引角SCK與主控制芯片的引角RC3/SCK/SCL連接。
專利摘要本實(shí)用新型包括超聲波傳感器、模擬濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、功率放大器、主控制芯片、按鍵輸入，其特征是按鍵輸入包括料位參數(shù)輸入和控制參數(shù)輸入兩部分，在主控制芯片上還連接有現(xiàn)場總線芯片和顯示單元。本實(shí)用新型的主要內(nèi)容是結(jié)合超聲波傳感器技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)等，通過按鍵設(shè)定、數(shù)碼管顯示料位高度，輸出PWM信號控制攤鋪機(jī)螺旋輸料器或刮板輸料器的液壓泵，實(shí)現(xiàn)料位穩(wěn)定均勻。
文檔編號G01F23/296GK2825724SQ20052007859
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者李寶蘊(yùn) 申請人:李寶蘊(yùn)