專利名稱：內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前內(nèi)燃機(jī)車上應(yīng)用的除塵風(fēng)機(jī)是裝在機(jī)車動力兩側(cè)，柴油機(jī)進(jìn)氣口的空氣濾清器下方。柴油機(jī)在運(yùn)行時，進(jìn)入柴油機(jī)增壓器的空氣經(jīng)過機(jī)車動力室兩側(cè)的空氣濾清器過濾后流入，柴油機(jī)在較高轉(zhuǎn)速下負(fù)荷運(yùn)行時，柴油機(jī)氣缸吸入空氣急聚增加，流過空氣濾清器的空氣也隨之增加，這意味著空濾清器會吸附大量雜質(zhì)。在柴油機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行情況下，附在空氣濾清器內(nèi)的灰塵及其它堵塞顆料需及時清除，否則會降低空濾器的空氣流通量，影響柴油機(jī)正常功率的發(fā)揮。除塵風(fēng)機(jī)就是利用風(fēng)機(jī)的吸氣作用，將動力室兩側(cè)空氣濾清器 內(nèi)粘附灰塵及時排出而設(shè)置的。在柴油機(jī)低轉(zhuǎn)速或空轉(zhuǎn)情況下，空濾器對空氣流量影響不大，一般不需要啟動兩側(cè)的除塵風(fēng)機(jī)。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在840r/min及以上，亦即機(jī)車工況在8位時，對應(yīng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為840r/min，，除塵風(fēng)機(jī)需要啟動；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在920r/min，即機(jī)車工況在12位及以上時，對應(yīng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為920r/min，需要增大排風(fēng)量。而現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)車除塵風(fēng)機(jī)都隨柴油機(jī)啟動而運(yùn)行，即一旦柴油機(jī)發(fā)動運(yùn)行后，除塵風(fēng)機(jī)一直都處于工作狀態(tài)，與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)車工況沒有直接的關(guān)聯(lián)，這無疑是一種浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的除塵風(fēng)機(jī)無法隨柴油機(jī)運(yùn)行工況而變化的不足，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速信號輸入電路、整形電路、單片機(jī)邏輯電路、輸出緩沖電路、固態(tài)繼電器執(zhí)行電路及提供給上述電路電源的電源回路組成，轉(zhuǎn)速信號輸入電路與整形電路電連接，整形電路的輸出通過電阻R12與單片機(jī)邏輯電路P3. 5計時端口連接，單片機(jī)邏輯電路Pl. O及Pl. I輸出端口與輸出緩沖電路連接，輸出緩沖電路與固態(tài)繼電器執(zhí)行電路通過電阻R6和電阻R7連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括電源回路由控制器Jl的I腳、控制器Jl的2腳、二極管D1、電阻R1、電源模塊Ul、穩(wěn)壓器U2、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4組成，控制器Jl的I腳與二極管Dl和電阻Rl連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳分別與電源模塊Ul連接，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳與電源模塊Ul之間設(shè)有電容Cl和電容C2，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2之間設(shè)有電容C3與電容C4。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)速信號輸入電路由控制器Jl的5腳、控制器Jl的6腳、隔離降壓變壓器Tl和電阻R3組成，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳分別與隔離降壓變壓器Tl連接，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳與隔離降壓變壓器Tl之間設(shè)有電阻R3。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括整形電路由電阻R8、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R5、施密特觸發(fā)反向器U4A和電容C6組成，電阻R8分別與穩(wěn)壓二極管D2和電阻R5連接，電阻R5與施密特觸發(fā)反向器U4A連接，穩(wěn)壓二極管D2與施密特觸發(fā)反向器U4A之間設(shè)有電容C6。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括單片機(jī)邏輯電路由單片機(jī)U3的19腳、單片機(jī)U3的18腳、電容C7、電容C8、電容C9、晶振Yl和電阻Rll組成，單片機(jī)U3的19腳與電容C7連接，單片機(jī)U3的18腳與電容C8連接，電容C7與電容C8之間設(shè)有晶振Y1，單片機(jī)U3的31腳與電容C9和電阻Rll串聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括輸出緩沖電路由單片機(jī)U3的I腳、單片機(jī)U3的2腳、施密特觸發(fā)反向器U4C、施密特觸發(fā)反向器U4D、電阻R9和電阻RlO組成，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C連接，單片機(jī)U3的2腳與施密特觸發(fā)反向器U4D連接，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C之間設(shè)有電阻R9，單片機(jī)U3的2腳與電阻 RlO之間設(shè)有電阻R10。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括固態(tài)繼電器執(zhí)行電路由控制器Jl的3腳、控制器Jl的4腳、固態(tài)繼電器SCRl、固態(tài)繼電器SCR2、二極管D3與二極管D4組成，控制器Jl的3腳與固態(tài)繼電器SCRl連接，控制器Jl的4腳與固態(tài)繼電器SCR2連接，固態(tài)繼電器SCRl與固態(tài)繼電器SCR2分別于二極管D4與二極管D3連接。本發(fā)明的有益效果是，這種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用可編程單片機(jī)，靈活性強(qiáng)，不需要人工設(shè)定，大大簡化了電路，同時提高了系統(tǒng)抗干擾能力，同時配置器件少，機(jī)車線路改動小，控制器對信號取樣適用電壓范圍寬，減少了控制器故障概率，易于使用推廣。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明的電路 圖2是本發(fā)明圖I中U3的放大 圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意 圖4是本發(fā)明與除塵風(fēng)機(jī)的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I是本發(fā)明的電路圖，圖2是本發(fā)明圖I中U3的放大圖，一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速信號輸入電路、整形電路、單片機(jī)邏輯電路、輸出緩沖電路、固態(tài)繼電器執(zhí)行電路及提供給上述電路電源的電源回路組成，轉(zhuǎn)速信號輸入電路與整形電路電連接，整形電路的輸出通過電阻R12與單片機(jī)邏輯電路P3. 5計時端口連接，單片機(jī)邏輯電路PI. O及PI. I輸出端口與輸出緩沖電路連接，輸出緩沖電路與固態(tài)繼電器執(zhí)行電路通過電阻R6和電阻R7連接，電源回路由控制器Jl的I腳、控制器Jl的2腳、二極管Dl、電阻Rl、電源模塊Ul、穩(wěn)壓器U2、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4組成，控制器Jl的I腳與二極管Dl和電阻Rl連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳分別與電源模塊Ul連接，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳與電源模塊Ul之間設(shè)有電容Cl和電容C2，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2之間設(shè)有電容C3與電容C4，轉(zhuǎn)速信號輸入電路由控制器Jl的5腳、控制器Jl的6腳、隔離降壓變壓器Tl和電阻R3組成，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳分別與隔離降壓變壓器Tl連接，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳與隔離降壓變壓器Tl之間設(shè)有電阻R3，整形電路由電阻R8、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R5、施密特觸發(fā)反向器U4A和電容C6組成，電阻R8分別與穩(wěn)壓二極管D2和電阻R5連接，電阻R5與施密特觸發(fā)反向器U4A連接，穩(wěn)壓二極管D2與施密特觸發(fā)反向器U4A之間設(shè)有電容C6，單片機(jī)邏輯電路由單片機(jī)U3的19腳、單片機(jī)U3的18腳、電容C7、電容C8、電容C9、晶振Yl和電阻Rll組成，單片機(jī)U3的19腳與電容C7連接，單片機(jī)U3的18腳與電容C8連接，電容C7與電容C8之間設(shè)有晶振Yl，單片機(jī)U3的31腳與電容C9和電阻Rll串聯(lián)連接，輸出緩沖電路由單片機(jī)U3的I腳、單片機(jī)U3的2腳、施密特觸發(fā)反向器U4C、施密特觸發(fā)反向器U4D、電阻R9和電阻RlO組成，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C連接，單片機(jī)U3的2腳與施密特觸發(fā)反向器U4D連接，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C之間設(shè)有電阻R9，單片機(jī)U3的2腳與電阻RlO之間設(shè)有電阻R10，固態(tài)繼電器執(zhí)行電路由控制器Jl的3腳、控制器Jl的4腳、固態(tài)繼電器SCRl、固態(tài)繼電器SCR2、二極管D3與二極管D4組成，控制器Jl的3腳與固態(tài)繼電器SCRl連接，控制器Jl的4腳與固態(tài)繼電·器SCR2連接，固態(tài)繼電器SCRl與固態(tài)繼電器SCR2分別于二極管D4與二極管D3連接。如圖I和圖2所示，Jl為控制器的輸入、輸出端，內(nèi)燃機(jī)車上的DCllOV直流電源通過控制器Jl的I腳和2腳輸入，其中I腳為正、2腳為負(fù)Jl的3腳和4腳分別為風(fēng)機(jī)接觸器CC1、CC2的控制負(fù)端；J1的5腳和6腳為轉(zhuǎn)速信號輸入端；J1的7腳和8腳為外接指示燈輸出端子。從Jl的I腳和2腳輸入的DCllOV直流電，經(jīng)二極管D1、電阻R1、電容Cl和電容C2組成的濾波回路后輸入到電源模塊Ul，二極管Dl起與外電源隔離和防極性反接的作用，電源模塊Ul輸出DC12V直流電源經(jīng)電容C3、電容C4濾波后輸入到穩(wěn)壓器U2的輸入端，穩(wěn)壓器U2輸出的DC5V電源VCC供整個主板電路使用Jl的5腳和6腳輸入轉(zhuǎn)速信號，即AC30-100V，220-519Hz，經(jīng)電阻R3輸入到隔離降壓變壓器Tl的I腳和2腳，變壓器變比為100 :8，輸出的信號經(jīng)隔離降壓變壓器Tl降壓后從3腳和4腳輸出，輸出脈沖信號峰值在3-15V范圍內(nèi)；從隔離降壓變壓器Tl原邊輸入交流信號電壓約100V，經(jīng)降壓后隔離降壓變壓器Tl的次邊輸出為8V左右的交流信號電壓，該信號經(jīng)電阻R8限流后，由電阻R8和穩(wěn)壓二極管D2組成的分壓電路進(jìn)行限幅，從隔離降壓變壓器Tl的4腳輸出的正半周信號，由于穩(wěn)壓二極管D2的嵌位作用，其峰值電壓小于5V，限制了輸入到施密特觸發(fā)反向器U4A I腳的電位，隔離降壓變壓器Tl輸出的負(fù)半周信號由于穩(wěn)壓二極管D2反向?qū)?，輸入到密特觸發(fā)反向器U4A1腳的電位將小于-O. 7V，從而保護(hù)U4A輸入端觸發(fā)不受影響；轉(zhuǎn)速信號經(jīng)初步限幅整形電路后，經(jīng)電阻R5限流后輸入到密特觸發(fā)反向器U4A的I腳，當(dāng)輸入端信號為高電平時，即大于等于2V時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為低電平，當(dāng)輸入端信號為低電平時，即小于等于O. 8V，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為高電平，信號通過密特觸發(fā)反向器U4A后從2腳輸出為幅值穩(wěn)定的3. 4V方波信號；從密特觸發(fā)反向器U4A經(jīng)過整形的方波信號經(jīng)電阻R12緩沖后輸入到單片機(jī)U3的15腳，15腳為單片機(jī)的計時/計數(shù)端口，該端口對脈沖采樣，通過軟件編程計算脈沖頻率，晶振Y1，電容C7以及電容C8組成單片機(jī)的時鐘電路，本機(jī)的時鐘頻率為12MHz，電容C9以及電阻Rll組成單片機(jī)復(fù)位電路，在開機(jī)瞬間對單片機(jī)復(fù)位，單片機(jī)U3為AT89S51系列單片機(jī)，該單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)是采取數(shù)字計數(shù)，免人工調(diào)試，避免模擬電路通過需通過反復(fù)調(diào)試來實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)程序燒寫在EPROM中，可修改，且程序?qū)懭虢?jīng)加密后不易被復(fù)制，并且采用計數(shù)定時模式，即在主函數(shù)中定義，定時器Tl工作于計數(shù)模式1，定時器TO工作于計時模式1，定時器每50ms產(chǎn)生一次中斷，共中斷20次，剛好為IS時，讀取計數(shù)器數(shù)據(jù)，從而計算出輸入頻率；從單片機(jī)U3的I腳和2腳輸出的控制信號，分別經(jīng)密特觸發(fā)反向器U4C和U4D緩沖放大輸出到下一級，電阻R9和電阻RlO為輸入緩沖電阻，分別接在U4C和U4D的輸入端3腳和9腳上，在單片機(jī)上電后，I腳和2腳輸出高電平，經(jīng)U4C、U4D反相后，輸出端4腳和8腳輸出為低電平，固態(tài)繼電器SCRl和SCR2不動作；固態(tài)繼電器執(zhí)行電路由固態(tài)繼電器SCRl和SCR2組成，執(zhí)行電路采用模塊化元件固態(tài)繼電器大大簡化了電路，該模塊內(nèi)集成了信號處理、通斷開關(guān)和動作狀態(tài)LED顯示，最大負(fù)載電流為5A，控制電壓3V-15V，控制電流為2mA-30mA，U4A輸出的電流最大可達(dá)100mA，電壓3. 4V，完全滿足SCRl和SCR2的要求。如圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖，內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信 號取樣來自于通過與柴油機(jī)變速箱傳動同步驅(qū)動的勵磁發(fā)電機(jī)輸出，柴油機(jī)空轉(zhuǎn)無負(fù)載時，勵磁發(fā)電機(jī)并無電壓輸出，只有當(dāng)柴油機(jī)加載后，勵磁發(fā)電機(jī)才有電壓輸出，給控制系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速信號。提供的轉(zhuǎn)速信號的頻率與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，從而來控制除塵風(fēng)機(jī)的啟動及其控制除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小。如圖4是本發(fā)明與除塵風(fēng)機(jī)的連接示意圖，除塵風(fēng)機(jī)⑶I及⑶2為他勵直流電機(jī)，其勵磁繞組El和E2接在IlOV固定的直流電源上，勵磁電流始終恒定；調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是通過串在電樞繞組上的電阻RCCl和RCC2來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速小于840r/min時，CCCUCCC2均不得電，風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于840r/min、小于920r/min時，CCC2吸合，除塵風(fēng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于920r/min時，CCCU CCC2全閉合，電阻RCCl和RCC2被短接，除塵風(fēng)機(jī)電樞全部加在IIOV直流電源上，風(fēng)機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)。這種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用可編程單片機(jī)，靈活性強(qiáng)，不需要人工設(shè)定，大大簡化了電路，同時提高了系統(tǒng)抗干擾能力，同時配置器件少，機(jī)車線路改動小，控制器對信號取樣適用電壓范圍寬，減少了控制器故障概率，易于使用推廣。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，其控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速信號輸入電路、整形電路、單片機(jī)邏輯電路、輸出緩沖電路、固態(tài)繼電器執(zhí)行電路及提供給上述電路電源的電源回路組成，轉(zhuǎn)速信號輸入電路與整形電路電連接，整形電路的輸出通過電阻R12與單片機(jī)邏輯電路P3. 5計時端口連接，單片機(jī)邏輯電路PI. O及PI. I輸出端口與輸出緩沖電路連接，輸出緩沖電路與固態(tài)繼電器執(zhí)行電路通過電阻R6和電阻R7連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，電源回路由控制器Jl的I腳、控制器Jl的2腳、二極管D1、電阻R1、電源模塊U1、穩(wěn)壓器U2、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4組成，控制器Jl的I腳與二極管Dl和電阻Rl連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳分別與電源模塊Ul連接，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2連接，控制器Jl的I腳和控制器Jl的2腳與電源模塊Ul之間設(shè)有電容Cl和電容C2，電源模塊Ul與穩(wěn)壓器U2之間設(shè)有電容C3與電容C4。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，轉(zhuǎn)速信號輸入電路由控制器Jl的5腳、控制器Jl的6腳、隔離降壓變壓器Tl和電阻R3組成，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳分別與隔離降壓變壓器Tl連接，控制器Jl的5腳和控制器Jl的6腳與隔離降壓變壓器Tl之間設(shè)有電阻R3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，整形電路由電阻R8、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R5、施密特觸發(fā)反向器U4A和電容C6組成，電阻R8分別與穩(wěn)壓二極管D2和電阻R5連接，電阻R5與施密特觸發(fā)反向器U4A連接，穩(wěn)壓二極管D2與施密特觸發(fā)反向器U4A之間設(shè)有電容C6。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，單片機(jī)邏輯電路由單片機(jī)U3的19腳、單片機(jī)U3的18腳、電容C7、電容C8、電容C9、晶振Yl和電阻Rll組成，單片機(jī)U3的19腳與電容C7連接，單片機(jī)U3的18腳與電容C8連接，電容C7與電容C8之間設(shè)有晶振Y1，單片機(jī)U3的31腳與電容C9和電阻Rll串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，輸出緩沖電路由單片機(jī)U3的I腳、單片機(jī)U3的2腳、施密特觸發(fā)反向器U4C、施密特觸發(fā)反向器U4D、電阻R9和電阻RlO組成，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C連接，單片機(jī)U3的2腳與施密特觸發(fā)反向器U4D連接，單片機(jī)U3的I腳與施密特觸發(fā)反向器U4C之間設(shè)有電阻R9，單片機(jī)U3的2腳與電阻RlO之間設(shè)有電阻R10。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是，固態(tài)繼電器執(zhí)行電路由控制器Jl的3腳、控制器Jl的4腳、固態(tài)繼電器SCR1、固態(tài)繼電器SCR2、二極管D3與二極管D4組成，控制器Jl的3腳與固態(tài)繼電器SCRl連接，控制器Jl的4腳與固態(tài)繼電器SCR2連接，固態(tài)繼電器SCRl與固態(tài)繼電器SCR2分別于二極管D4與二極管D3連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。其控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速信號輸入電路、整形電路、單片機(jī)邏輯電路、輸出緩沖電路、固態(tài)繼電器執(zhí)行電路及提供給上述電路電源的電源回路組成，轉(zhuǎn)速信號輸入電路與整形電路電連接，整形電路的輸出通過電阻R12與單片機(jī)邏輯電路P3.5計時端口連接，單片機(jī)邏輯電路P1.0及P1.1輸出端口與輸出緩沖電路連接，輸出緩沖電路與固態(tài)繼電器執(zhí)行電路通過電阻R6和電阻R7連接。這種內(nèi)燃機(jī)車用除塵風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用可編程單片機(jī)，靈活性強(qiáng)，大大簡化了電路，同時提高了系統(tǒng)抗干擾能力，易于使用推廣。
文檔編號G05B19/042GK102929185SQ20121048979
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者陳平 申請人:戚墅堰機(jī)車車輛廠工業(yè)公司