一種全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)，具體地說是一種采用CAN總線技術(shù)的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全液壓動力頭鉆機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的地質(zhì)工程機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作扭矩大、液控操作方便、起下鉆速度快、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、工作效率高和勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、鐵路和交通工程施工、煤礦井探采等領(lǐng)域。目前的全液壓動力頭鉆機(jī)采用手動式液壓閥對工作參數(shù)調(diào)節(jié)控制，利用機(jī)械式儀表顯示工作參數(shù)，各控制機(jī)構(gòu)和顯示儀表相互獨(dú)立，分散布置，操作臺安裝有大量的液壓元件，這些元件通過大量的液壓管件和接頭實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)部分元件發(fā)生故障就會引起整個設(shè)備的運(yùn)行不正常，甚至引發(fā)事故，而且一般沒有采用計算機(jī)檢測和控制系統(tǒng)，有的只是在系統(tǒng)中加入了部分傳感器和電子控制元件，但是沒有采用CAN總線，采用的是傳統(tǒng)的集中式控制結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致布線復(fù)雜、調(diào)試不方便、系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性差等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種采用CAN總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模塊化、集成化、微型化結(jié)構(gòu)的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)，采用CAN總線技術(shù)方便對檢測、執(zhí)行和控制元件的布置及系統(tǒng)布線，便于實(shí)現(xiàn)對全液壓動力頭鉆機(jī)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的檢測和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對全液壓動力頭鉆機(jī)工作參數(shù)的最優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，降低鉆探成本。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)技術(shù)方案是:提供一種全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)，包括傳感器輸入模塊、控制執(zhí)行模塊、采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊和系統(tǒng)控制器；
[0005]所述的傳感器輸入模塊和控制執(zhí)行模塊分別通過采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊與CAN總線連接，采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊通過CAN總線與系統(tǒng)控制器互連；
[0006]所述的傳感器輸入模塊包括傳感器和輸入接口，傳感器與輸入接口連接，傳感器通過輸入接口與采集端CAN總線接口模塊的微處理器連接，傳感器用于采集鉆機(jī)的工作參數(shù)；
[0007]所述的控制執(zhí)行模塊包括執(zhí)行器件和輸出接口，執(zhí)行器件與輸出接口連接，執(zhí)行器件通過輸出接口與執(zhí)行端CAN總線接口模塊的微處理器連接，執(zhí)行器件用于接收和執(zhí)行系統(tǒng)控制器通過執(zhí)行端CAN總線接口模塊傳輸?shù)你@機(jī)工作參數(shù)的調(diào)節(jié)控制指令；
[0008]所述的CAN總線接口模塊為節(jié)點(diǎn)模塊，分為采集端CAN總線接口模塊和執(zhí)行端CAN總線接口模塊，采集端CAN總線接口模塊設(shè)有微處理器和CAN總線收發(fā)電路，微處理器與CAN總線收發(fā)電路互聯(lián)，CAN總線收發(fā)電路與CAN總線互聯(lián)；采集端中的微處理器通過輸入接口獲取傳感器采集的信息，微處理器分析處理后通過CAN總線收發(fā)電路把信息發(fā)送至系統(tǒng)控制器；系統(tǒng)控制器也通過執(zhí)行端CAN總線接口模塊中的CAN總線收發(fā)電路將控制指令發(fā)送給執(zhí)行端微處理器，經(jīng)微處理器分析處理后通過輸出接口向執(zhí)行器件發(fā)出控制指令，由執(zhí)行器件完成鉆機(jī)工作參數(shù)的調(diào)節(jié)控制；
[0009]所述的系統(tǒng)控制器用于對采集的鉆機(jī)各工作參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和輸出控制指令，還用于完成鉆機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲、分析和管理，圖形化的運(yùn)行監(jiān)測。
[0010]所述的傳感器輸入模塊設(shè)有液壓壓力傳感器模塊、液壓溫度傳感器模塊、動力頭位移傳感器模塊、動力頭行程接近開關(guān)模塊、動力頭轉(zhuǎn)速傳感器模塊和主卷揚(yáng)機(jī)大鉤載荷傳感器模塊，所述的傳感器輸入模塊用于全面收集全液壓動力頭鉆機(jī)的運(yùn)行工作參數(shù)，并通過CAN總線接口模塊發(fā)送至系統(tǒng)控制器。
[0011]所述的控制執(zhí)行模塊設(shè)有電液比例閥模塊、液壓擰管控制閥模塊、動力頭馬達(dá)控制閥模塊、動力頭進(jìn)給油缸控制閥模塊和主卷揚(yáng)機(jī)液壓控制閥模塊。
[0012]本實(shí)用新型中所述模塊之間、模塊與系統(tǒng)控制器之間的控制指令和數(shù)據(jù)傳輸均采用CAN總線協(xié)議。
[0013]本實(shí)用新型的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)具有的有益效果是:
[0014]⑴、本實(shí)用新型中控制系統(tǒng)同時采集鉆機(jī)的壓力、溫度、位移、轉(zhuǎn)速、載荷等物理量實(shí)現(xiàn)對鉆機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測。
[0015]⑵、本實(shí)用新型中采用CAN總線技術(shù)使控制系統(tǒng)模塊化、集成化、微型化，便于檢測、執(zhí)行和控制元件的布置及系統(tǒng)布線，且由于CAN總線易于擴(kuò)展，可將新增加檢測或控制節(jié)點(diǎn)直接掛在總線上，布線簡化，系統(tǒng)擴(kuò)充容易，改型靈活。
[0016]⑶、本實(shí)用新型中各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時性強(qiáng)、通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)且性價比尚。
[0017]⑷、本實(shí)用新型中可以采用多種智能技術(shù)實(shí)時控制鉆機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)工作參數(shù)的最優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，降低鉆探成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)的整體系統(tǒng)框架圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)的采集端節(jié)點(diǎn)框架圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型的全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行端節(jié)點(diǎn)框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]實(shí)施例1:本實(shí)用新型的提供一種全液壓動力頭鉆機(jī)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括傳感器輸入模塊、控制執(zhí)行模塊、采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊和系統(tǒng)控制器。
[0023]本實(shí)用新型中設(shè)有6個傳感器輸入模塊和5個控制執(zhí)行模塊，均與相應(yīng)的采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊連接，采集端和執(zhí)行端CAN總線接口模塊分別通過CAN總線與系統(tǒng)控制器連接。所述的6個傳感器輸入模塊分別為液壓壓力傳感器模塊、液壓溫度傳感器模塊、動力頭位移傳感器模塊、動力頭行程接近開關(guān)模塊、動力頭轉(zhuǎn)速傳感器模塊和主