一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路的制作方法
【專利摘要】一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，包括單片機硬件電路、按鍵設(shè)置電路、顯示電路、電流采樣電路和開關(guān)驅(qū)動電路，按鍵設(shè)置電路和單片機硬件電路連接，單片機硬件電路和顯示電路連接，電流采樣電路輸入端和推靠電動機連接，推靠電動機選用永磁直流電動機，電流采樣電路輸出端和單片機硬件電路連接，單片機硬件電路和開關(guān)驅(qū)動電路連接，本實用新型實現(xiàn)了石油測井用推靠裝置的數(shù)字化控制，控制電流的精度高，過流保護動作電流值在實用范圍內(nèi)可以任意設(shè)定，保護動作可靠，還非常適合需要類似過流保護的控制電路采用。
【專利說明】-種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及石油測井用推靠裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種石油測井用推靠裝 置數(shù)字化電流控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]石油測井用推靠裝置是一種將測井儀器牢固地貼靠在套管井壁上的推靠設(shè)備，是 石油儀器在深井中進行精確測井工作的前提。由于推靠裝置放置在深1500?5000米的深 井中，可視化為零。為保證測井儀器的安全及實現(xiàn)儀器的可靠性工作，必須檢測推靠裝置是 否推靠牢固。根據(jù)推靠裝置的工作特性可知，當推靠裝置的推靠塊完全推靠在井壁上時，對 推靠用直流電動機來說，當推靠裝置推靠到位時，負載轉(zhuǎn)矩?Υ大于電磁轉(zhuǎn)矩T，推靠用直流 電動機產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)并自鎖，轉(zhuǎn)速η為0,瞬態(tài)堵轉(zhuǎn)電流大小為I st，并且Ist遠大于額定工作電 流，因而可以根據(jù)瞬態(tài)堵轉(zhuǎn)電流值Ist來實現(xiàn)推靠裝置的安全推靠及收臂動作。
[0003] 目前，傳統(tǒng)的過流保護電路中多采用比較電路的方法，就是把電路中的待測電流i 通過采樣電阻R轉(zhuǎn)化成采樣電壓Uin，然后采樣電壓Uin經(jīng)比較器與參考電壓Urcf比較輸出 控制信號，控制信號ν_與被保護電路的控制端相連。一個基本的采樣比較電路，包括 比較器U1、采樣電阻R6。采樣電壓U in作為輸入信號接在比較器U1的同相輸入端，反相輸 入端接的是參考電壓L^f，當U in>Urcf時輸出控制信號V_為高電平UQH。
[0004] 傳統(tǒng)的比較控制電路相對來說比較簡單，但是控制精度不高，而且還有一定的局 限性。因為比較器輸出的控制信號受制于參考電壓和采樣電壓u in的大小，一般來 說參考電壓Urrf和采樣電阻R均為定值，繼而電路中保護電流值的大小也已確定，不具 有可調(diào)性。另外，傳統(tǒng)的比較控制電路不能對采樣電流i及電路運行過程進行實時監(jiān)測，大 大降低了電流保護電路的可靠性。對于石油測井用推靠裝置控制電路來說，不僅要求過流 保護控制精度要高，而且在不同的工作環(huán)境下對保護電流i ref的大小要求也不一樣，這就要 求控制電路的動作電流必須根據(jù)實際工作需要做實時改變，顯然傳統(tǒng)的比較控制電路不能 滿足這些要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的是提供一種石油測井用推靠裝 置數(shù)字化電流控制電路，來保證測井儀器的推靠裝置在深井中實現(xiàn)成功推靠，并且使控制 電路產(chǎn)生過流保護斷電動作時的參考電流i ref在有效范圍內(nèi)可以進行任意調(diào)節(jié)，對推靠裝 置電路電流i要實時檢測和顯示，電流保護精度要高，使得該控制電路的應用范圍更加廣 泛。
[0006] 為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0007] 一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，包括單片機硬件電路310、按鍵 設(shè)置電路320、顯示電路330、電流采樣電路340與開關(guān)驅(qū)動電路350,按鍵設(shè)置電路320與 單片機硬件電路 31〇連接，單片機硬件電路310和與顯示電路330連接，電流采樣電路340 輸入端與推靠電動機連接，電流采樣電路340輸出端與單片機硬件電路310連接，單片機硬 件電路310與開關(guān)驅(qū)動電路350連接。
[OOOS] 所述的單片機硬件電路310包括單片機U2、復位按鍵S1和晶振XI，信號電源VCC 分別與復位按鍵S1和極性電容C4的正極連接，復位按鍵S1通過電阻R9與電阻R10連接， 電阻R9和電阻R10的公共端與電容C4的負極連接，電阻R10的另一端接控制信號地GND， 電容C4的負極同時與單片機U 2的RST/VPD連接；晶振XI與電容C2和電容C3連接，電容 C2和電容C3的公共端與控制信號電源地GND連接，單片機U2的XTAL1弓丨腳與晶振XI和電 容C3的公共端2連接，單片機U 2的XTAL2引腳與晶振Π 和電容C2的公共端1連接；單片 機U2的VCC引腳接信號電源VCC，GND引腳接控制信號電源地GND ;單片機U2的引腳P0. 0、 P0· 1、P0. 2、P0. 3、P0· 4、P0· 5、P0· 6、P0. 7 分別與排阻 RP1 的引腳 1、2、3、4、5、6、7、8 連接， 排阻RP1的引腳9、10、11、12、13、14、15、16的公共端與信號電源乂〇：連接。
[0009]所述的按鍵設(shè)置電路320包括按鍵S2、S3、S4、S5和SET，信號電源VCC與上拉電 阻R11、R12、R13、R14、R15的公共端連接，信號電源地GND與按鍵S2、S3、S4、S5、SET的公共 端連接，按鍵S2和電阻R11的公共端作為單片機U2引腳P1. 0的輸入，按鍵S3與電阻R12 的公共端作為單片機U2引腳PL 1的輸入，按鍵S4與電阻R13的公共端作為單片機U2引 腳P1· 2的輸入，按鍵S5與電阻R14的公共端作為單片機U2引腳P1. 3的輸入，按鍵SET與 電阻R15的公共端作為單片機U2引腳P1. 4的輸入。
[0010] 所述的顯示電路330包括譯碼器U4、數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3、8段4位數(shù)碼管D4、D5， 譯碼器U4的引腳S1接信號電源VCC，引腳爲和引腳石的公共端與信號電源地GND連接， 單片機U2的引腳P1. 5、Ρ1· 6、Ρ1· 7分別作為譯碼器U4的引腳A、B、C的輸入，譯碼器U4的 輸出引腳?5、71、萬、朽、Fi、B、死、萬分別與8段4位數(shù)碼管D4和D5中的數(shù) 碼管 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8 連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的引腳 VCC 和LE與信號電源VCC連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳GND和涵與信號電源地GND連接， 電容C3的兩端分別與數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳VCC和GND連接，單片機U2的引腳P0. 0、 Ρ0· 1、Ρ0· 2、Ρ0· 3、Ρ0· 4、Ρ0· 5、Ρ0· 6、Ρ0· 7 與數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的輸入引腳 D0、D1、D2、D3、 04、〇5、06、〇7連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片1]3的輸出引腳卯、〇1、〇2、〇3、〇4、〇5、〇6、￡!7分別與排 阻 RP2 的引腳 1、2、3、4、5、6、7、8連接，排阻1^2的引腳9、10、11、12、13、14、15、16分別與8 段4位數(shù)碼管D4和D5中的dp、g、f、e、d、c、b、a連接。
[0011] 所述的電流采樣電路340包括采樣電阻R5、A/D轉(zhuǎn)換芯片U5,采樣電阻R5串聯(lián)在 推靠電機Ml和負載電源負極GND之間，二極管D 3與電阻R5并聯(lián)并且二極管D3的正極與 負載電源負極GND連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳VCC與信號電源地VCC連接，A/D轉(zhuǎn)換芯 片U5的引腳CH1和GND與信號電源地GND連接，單片機U2的引腳P2. 0與A/D轉(zhuǎn)換芯片U5 的引腳孩連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CH0與采樣電阻R5和推靠電機Ml的公共端連接， A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CLK與單片機U2的引腳P2. 1連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳DI和 DO的公共端與單片機U2的引腳P2. 2連接。
[0012] 所述的開關(guān)驅(qū)動電路350包括N溝道M0S管Ql、P溝道M0S管Q2、推靠裝置電源 開關(guān)S6、推靠裝置啟動開關(guān)S7,推靠裝置啟動開關(guān)S7和電阻R16與控制電源串聯(lián)，推靠裝 置啟動開關(guān)S7和電阻R16的公共端與單片機U2的引腳P3. 0連接，負載電源正極Power與 啟動開關(guān)S7串聯(lián)，然后接二極管D1的正極，二極管D1的負極與MOS管Q2的源極連接，MOS 管Q2的漏極接推靠電機Ml，M0S管Q1的漏極與M0S管Q2的柵極之間串聯(lián)兩個電阻R2和 R3,電容C1、電阻R1與二極管D2并聯(lián)，二極管D2的負極與二極管D1的負極和M0S管Q2的 源極的公共端連接，二極管D2的正極與電阻R2和R3的公共端連接,M0S管Q1的源極接信 號源地GND, M0S管Q1的柵極與單片機U2的引腳P3. 2連接，并且單片機U2的引腳P3. 2經(jīng) 下拉電阻R4接信號源地GND。
[0013] 本實用新型的有益效果是，實現(xiàn)了石油測井用推靠裝置的數(shù)字化控制，電流控制 精度高，過流保護動作電流值在實用范圍內(nèi)可以任意設(shè)定，保護動作可靠，還非常適合需要 類似過流保護的控制電路采用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 附圖為本實用新型的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0016] 一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，如附圖所示，包括單片機硬件電 路310、按鍵設(shè)置電路320、顯示電路330、電流采樣電路340和開關(guān)驅(qū)動電路350,按鍵設(shè)置 電路320和單片機硬件電路310連接，單片機硬件電路310和顯示電路330連接，電流采樣 電路340輸入端和推靠電動機連接，電流采樣電路340輸出端和單片機硬件電路310連接， 單片機硬件電路310和開關(guān)驅(qū)動電路350連接。
[0017] 所述的單片機硬件電路310用于推靠裝置電路的控制處理器和控制信號的傳輸， 單片機硬件電路310由單片機U2、復位按鍵S1、晶振XI和外圍電路構(gòu)成，信號電源VCC分 別與復位按鍵S1和極性電容C4的正極連接連，復位按鍵S1通過電阻R9與電阻R10連接， 電阻R9和電阻R10的公共端與電容C4的負極連接，電阻R10的另一端接控制信號地GND， 電容C4的負極同時與單片機U2的RST/VPD連接；晶振XI與電容C2和電容C3連接，電容 C2和電容C3的公共端與控制信號電源地GND連接，單片機U2的XTAL1引腳與晶振XI和電 容C3的公共端2連接，單片機U2的XTAL2引腳與晶振XI和電容C2的公共端1連接；單片 機U 2的VCC引腳接信號電源VCC，GND引腳接控制信號電源地GND ;單片機U2的引腳P0. 0、 P0. 1、P0· 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5、P0· 6、P0. 7 分別與排阻 RP1 的引腳 1、2、3、4、5、6、7、8 連接， 排阻RP1的引腳9、10、11、12、13、14、15、16的公共端與信號電源VCC連接，排阻RP1的作用 是作為上拉電阻。
[0018] 所述的按鍵設(shè)置電路320用于設(shè)定推靠裝置控制電路產(chǎn)生過流保護斷電動作的 參考電流irf；f，即推靠動作完成時推靠電動機的堵轉(zhuǎn)電流Ist，按鍵設(shè)置電路能設(shè)置的最小電 流值為0mA，最大電流值為9999mA，但是實際設(shè)定電流值取決于A/D轉(zhuǎn)換芯片U5和采樣電 阻R5的大??；按鍵設(shè)置電路 320由按鍵S2、S3、S4、S5、SET和外圍電路構(gòu)成，信號電源VCC 與上拉電阻Rll、R12、R13、R14、R15的公共端連接，信號電源地GND與按鍵S2、S3、S4、S5、 SET的公共端連接，按鍵S2和電阻R11的公共端作為單片機U2引腳P1. 0的輸入，按鍵S3 與電阻R12的公共端作為單片機U2引腳PI. 1的輸入，按鍵S4與電阻R13的公共端作為單 片機U2引腳P1. 2的輸入，按鍵S5與電阻R14的公共端作為單片機U2引腳P1. 3的輸入， 按鍵SET與電阻R15的公共端作為單片機U2引腳P1.4的輸入，電阻1?11、1?12、1?13、1?14和 R15為上拉電阻。按鍵S2用來設(shè)置參考電流iref的個位上的數(shù)值，按下S2并經(jīng)過單片機U2 控制程序延時消抖，在上拉電阻R11的作用下P1. 〇輸入為低電平U%，每按下S2 -次，個位 上的數(shù)就會加1，并在8段數(shù)碼管LED5上顯示，當個位上的數(shù)值為9時再次按下S2,個位上 的數(shù)值從0開始重新計數(shù)，依次循環(huán)，個位上的數(shù)值可設(shè)為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任意 一個數(shù)；按鍵S3用來設(shè)置參考電流i ref的十位上的數(shù)值，按下S3并經(jīng)過單片機U2控制程 序延時消抖，在上拉電阻R12的作用下Ρ1· 1輸入為低電平UQL，每按下S3 -次，十位上的數(shù) 值就會加1，并在8段數(shù)碼管LED6上顯示，當十位上的數(shù)值為9時再次按下S3,十位上的數(shù) 值從〇開始重新計數(shù)，依次循環(huán)，十位上的數(shù)值可設(shè)為〇、1、2、 3、4、5、6、7、8、9中的任意一個 數(shù)；按鍵S4用來設(shè)置參考電流i ref的百位上的數(shù)值，按下S4并經(jīng)過單片機U2控制程序延 時消抖，在上拉電阻R13的作用下P1. 2輸入為低電平UQI_，每按下S4 -次，百位上的數(shù)值就 會加1，并在8段數(shù)碼管LED7上顯示，當百位上的數(shù)值為9時再次按下S2,百位上的數(shù)值從 零開始重新計數(shù)，依次循環(huán)，百位上的數(shù)值可設(shè)為〇、1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任意一個數(shù)； 按鍵S5用來設(shè)置參考電流i ref的千位上的數(shù)值，按下S5并經(jīng)過單片機U2控制程序延時消 抖，在上拉電阻R14的作用下P1. 3輸入為低電平IV，每按下S5 -次，千位上的數(shù)值就會加 1，并在8段數(shù)碼管LED8上顯示，當千位上的數(shù)值為9時再次按下S5,千位上的數(shù)值從0開 始重新計數(shù)，依次循環(huán)，千位上的數(shù)值可設(shè)為〇、1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任意一個數(shù)；當按 下SET按鍵并經(jīng)過單片機U2控制程序延時消抖，在上拉電阻R15的作用下P1. 4輸入為低 電平Ua，表示推靠裝置完成推靠動作時的參考電流iref的值已經(jīng)設(shè)定完成，并在單片機U2 中存儲，用來與實際采樣電流i作比較，由單片機U2判定是否產(chǎn)生斷電控制信號。
[0019] 所述的顯示電路330用來數(shù)字化顯示參考電流值irrf和實際電流值i，并對推 靠裝置的工作電流特性進行實時監(jiān)測，在這里采用動態(tài)顯示的方法，顯示電路330由譯 碼器U4,數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3,8段4位數(shù)碼管D4、D5和外圍電路構(gòu)成，譯碼器U4的引 腳S1接信號電源VCC，引腳§5和引腳畫丨的公共端與信號電源地GND連接，單片機U2的 引腳P1· 5、P1. 6、P1· 7分別作為譯碼器U4的引腳A、B、C的輸入，譯碼器U4的輸出引腳 而、Π 、萬、f?、吞、爾、:分別于8段4位數(shù)碼管〇4和D5中的數(shù)碼管 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8 連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的引腳 VCC 和 LE與信號電源VCC連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳GND和畫與信號電源地GND連接，電 容C3的兩端分別與數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳VCC和GND連接，單片機U2的引腳p〇. 〇、 P0. 1、P0. 2、P0. 3、P0· 4、P0. 5、P0. 6、P0. 7 與數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的輸入引腳 DO、Dl、D2、 D3、D4、D5、D6、D7連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的輸出引腳Q〇、Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7分 別與排阻RP2的引腳1、2、3、4、5、6、7、8連接，排阻RP2的引腳9、10、11、12、13、14、15、 16分別與8段4位數(shù)碼管D4和D 5中的dp、g、f、e、d、c、b、a連接。8段4位數(shù)碼管D4 和D5為共陰極數(shù)碼管，8段4位數(shù)碼管D4用來顯示參考電流值i ref，S段4位數(shù)碼管D5 用來顯示實際電流值i ;單片機U2的引腳PL 5、PI. 6、PL 7控制譯碼器U4的輸出引腳 F5、fi、fi、--、兩、有、元、是低電平uQI_還是高電平uQH，當譯碼器μ的輸 出引腳而、Η、β、拎、料、乃、瓦、巧為高電平U〇H時，與譯碼器U4的輸出引 腳·、: 1、萬、污、fi、朽、瓦、萬對應連接的數(shù)碼管LED1、LED2、LED3、LED4、 LED5、LED6、LED7、LED8就會被選通顯示；通過按鍵設(shè)置的參考電流值iref和實際電流值i 在單片機U2的運算處理后轉(zhuǎn)化成對應的數(shù)字信號，并且由單片機U2的引腳Ρ0· 0、Ρ〇· 1、 Ρ0. 2、Ρ0. 3、Ρ0. 4、Ρ0. 5、Ρ0. 6、Ρ0. 7輸出電流顯示信號，再經(jīng)過數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3和排阻 RP2來控制每位8段數(shù)碼管各段的選通，決定數(shù)碼管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、 LED7、LED8顯示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任意數(shù)值，最終在單片機U2、譯碼器U4、數(shù)碼管 驅(qū)動芯片U3、8段4位數(shù)碼管D4、D5和外圍電路的共同作用下成功地數(shù)字化顯示參考電流 值i#和實際電流值i。
[0020] 所述的電流采樣電路340用來對推靠裝置控制電路的電流進行實時采樣，電流采 樣電路340由采樣電阻R5、A/D轉(zhuǎn)換芯片U5和外圍電路構(gòu)成，采樣電阻R5串聯(lián)在推靠電機 Ml和負載電源負極GND之間，二極管D3與電阻R5并聯(lián)并且二極管D3的正極與負載電源負 極GND連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳VCC與信號電源地VCC連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳 CH1和GND與信號電源地GND連接，單片機U2的引腳P2. 0與A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CS連 接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CH0與采樣電阻R5和推靠電機Ml的公共端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片 U5的引腳CLK與單片機U2的引腳Ρ2· 1連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳DI和D0的公共端與 單片機U2的引腳P2. 2連接。A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的CH0與采樣電阻R5的高壓端相連，A/D轉(zhuǎn) 換芯片U5把CH0引腳采集得到的模擬電壓值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，傳送到單片機U2中進行運 算處理得到采樣電流也就是實際電流值i，并與參考電流值i ref作比較，由單片機U2判定是 否產(chǎn)生推靠裝置斷電控制信號；控制芯片U5決定采樣電流值的精度，單片機U2決定處理速 度，因而，可以根據(jù)對控制精度要求的高低來選擇相應的A/D轉(zhuǎn)換控制芯片和單片機U2。
[0021] 所述的開關(guān)驅(qū)動電路350用于控制推靠裝置電路的導通與關(guān)斷，開關(guān)驅(qū)動電路 350由N溝道M0S管Q1、P溝道M0S管Q2、推靠裝置電源開關(guān)S6、推靠裝置啟動開關(guān)S7和外 圍電路構(gòu)成，推靠裝置啟動開關(guān)S7和電阻R16與控制電源串聯(lián)，推靠裝置啟動開關(guān)S7和電 阻R16的公共端與單片機U2的引腳P3· 0連接，負載電源正極P〇wer與啟動開關(guān)S7串聯(lián)， 然后接二極管D1的正極，二極管D1的負極與M0S管Q 2的源極連接，M0S管Q2的漏極接推 靠電機Ml，M0S管Q1的漏極與M0S管Q2的柵極之間串聯(lián)兩個電阻R2和R3,電容C1、電阻 R1與二極管D2并聯(lián)，二極管D2的負極與二極管D1的負極和M0S管Q2的源極的公共端連 接，二極管D2的正極與電阻R2和R3的公共端連接，M0S管Q1的源極接信號源地 GND，M〇s 管Q1的柵極與單片機U2的引腳P3· 2連接，并且單片機U2的引腳Ρ3· 2經(jīng)下拉電阻R4接 信號源地GND。開關(guān)S6用來控制推靠裝置的電源，閉合S6,推靠裝置電源打開；S7為推靠 裝置啟動開關(guān)，閉合S 7,在下拉電阻的作用下，單片機U2的Ρ3. 0引腳輸入為高電平隊^推 靠裝置啟動并開始工作；若采集電路采集到的實際電流i小于按鍵設(shè)置的參考電壓i^，單 片機U 2的P3· 2弓丨腳會輸出高電平Uqh，Q1導通，R4為下拉電阻，此時加在M0S管Q2柵極上 趟： 的電壓約為汜攝遼，M0S管Q2源極上電壓為U，很顯然M0S管Q2源極上電壓為u大于加 裏3 在M0S管Q2柵極上的電壓約為，因而M0S管Q2也隨之導通，推靠電動機町有電 流流過，推靠裝置開始工作；若采集電路的實際采樣電流i大于等于按鍵設(shè)置的參考電壓 iref，單片機U2的P3· 2引腳輸出低電平UQL，M0S管Q1截止，此時加在M0S管Q2柵極上的電 壓約為U，MOS管Q2源極上電壓也為U，因為MOS管Q2源極上電壓與加在MOS管Q2柵極上 的電壓均為U，二者相等，所以M0S管Q2也截止，推靠電動機沒有電流流過，推靠裝置停止工 作，推靠動作完成。
[0022] 本實用新型的工作原理為：
[0023] 根據(jù)推靠裝置推靠動作到位時，推靠電動機就會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)并自鎖，流過電動機電 樞繞組的瞬時堵轉(zhuǎn)電流為Ist，把堵轉(zhuǎn)電流Ist作為推靠裝置控制電路產(chǎn)生過流保護斷電動 作的參考電流iref，采用單片機U2作為控制處理器，按鍵SI、S2、S3、S4分別用來設(shè)定參考 電流i ref的個、十、百、千4位數(shù)中各位值的大小，按下SET按鍵表示推靠裝置完成推靠動作 時的參考電流iref的值已經(jīng)設(shè)定完成，按鍵設(shè)定的參考電流值通過單片機U2運算處理 后，經(jīng)控制芯片U3、U4可以在顯示器LED1上顯示；閉合開關(guān)S6為推靠裝置供電；閉合開關(guān) S7,單片機U2發(fā)出推靠電動機啟動信號，控制由M0S管Ql、M0S管Q2及周圍電路構(gòu)成的開 關(guān)電路打開，實現(xiàn)對推靠裝置中推靠電動機Μ的通電控制；采樣電阻R與直流推靠電動機Μ 相連，通過控制芯片U5把采樣電阻R采集的電壓Uin傳送到單片機U2,單片機U2運算處理 后得到推靠裝置電路的實際電流值i，實際電流值i經(jīng)過單片機U2運算處理后輸出顯示控 制信號，再經(jīng)控制芯片U3、U4顯示在顯示器LED2上；當實際電流值i大于等于參考電流值 iref時，表明推靠裝置推靠動作完成，單片機輸出斷電信號，控制由M0S管Q1、M0S管Q2及周 圍電路構(gòu)成的開關(guān)電路關(guān)斷，實現(xiàn)對推靠裝置中推靠電動機Μ的斷電控制。
【權(quán)利要求】
1. 一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，包括單片機硬件電路（310)、按鍵 設(shè)置電路（320)、顯示電路（330)、電流采樣電路（340)與開關(guān)驅(qū)動電路（350)，其特征在于： 按鍵設(shè)置電路（320)與單片機硬件電路（310)連接，單片機硬件電路（310)和與顯示電路 (330)連接，電流采樣電路（340)輸入端與推靠電動機連接，電流采樣電路（340)輸出端與 單片機硬件電路（310)連接，單片機硬件電路（310)與開關(guān)驅(qū)動電路（350)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，其特征在 于：所述的單片機硬件電路（310)包括單片機U2、復位按鍵S1和晶振XI，信號電源VCC分 別與復位按鍵S1和極性電容C4的正極連接，復位按鍵S1通過電阻R9與電阻R10連接，電 阻R9和電阻R10的公共端與電容C4的負極連接，電阻R10的另一端接控制信號地GND，電 容C4的負極同時與單片機U2的RST/VPD連接；晶振XI與電容C2和電容C3連接，電容C2 和電容C3的公共端與控制信號電源地GND連接，單片機U2的XTAL1引腳與晶振XI和電 容C3的公共端2連接，單片機U2的XTAL2引腳與晶振XI和電容C2的公共端1連接；單片 機U2的VCC引腳接信號電源VCC，GND引腳接控制信號電源地GND ;單片機U2的引腳P0. 0、 P0. 1、P0. 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5、P0. 6、P0. 7 分別與排阻 RP1 的引腳 1、2、3、4、5、6、7、8 連接， 排阻RP1的引腳9、10、11、12、13、14、15、16的公共端與信號電源VCC連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，其特征在 于：所述的按鍵設(shè)置電路（320)包括按鍵S2、S3、S4、S5和SET，信號電源VCC與上拉電阻 R11、R12、R13、R14、R15的公共端連接，信號電源地GND與按鍵S2、S3、S4、S5、SET的公共端 連接，按鍵S2和電阻R11的公共端作為單片機U2引腳P1. 0的輸入，按鍵S3與電阻R12的 公共端作為單片機U2引腳PL 1的輸入，按鍵S4與電阻R13的公共端作為單片機U2引腳 P1. 2的輸入，按鍵S5與電阻R14的公共端作為單片機U2引腳P1. 3的輸入，按鍵SET與電 阻R15的公共端作為單片機U2引腳P1. 4的輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，其特征在 于：所述的顯示電路（330)包括譯碼器U4、數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3、8段4位數(shù)碼管D4、D5,譯 碼器U4的引腳S1接信號電源VCC，引腳石和引腳石的公共端與信號電源地GND連接，單 片機U2的引腳P1. 5、P1. 6、P1. 7分別作為譯碼器U4的引腳A、B、C的輸入，譯碼器U4的 輸出引腳河、Π 、朽、萬、]^、7^、冗、萬分別與8段4位數(shù)碼管D4和D5中的數(shù) 碼管 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8 連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的引腳 VCC 和LE與信號電源VCC連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳GND和(疋與信號電源地GND連接， 電容C3的兩端分別與數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的引腳VCC和GND連接，單片機U2的引腳Ρ0. 0、 Ρ0. 1、Ρ0. 2、Ρ0. 3、Ρ0. 4、Ρ0. 5、Ρ0. 6、Ρ0. 7 與數(shù)碼管驅(qū)動芯片 U3 的輸入引腳 D0、D1、D2、D3、 D4、D5、D6、D7連接，數(shù)碼管驅(qū)動芯片U3的輸出引腳Q0、Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7分別與排 阻1^2的引腳1、2、3、4、5、6、7、8連接，排阻1^2的引腳9、10、11、12、13、14、15、16分別與8 段4位數(shù)碼管D4和D5中的dp、g、f、e、d、c、b、a連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，其特征在 于：所述的電流采樣電路（340)包括采樣電阻R5、A/D轉(zhuǎn)換芯片U5,采樣電阻R5串聯(lián)在推 靠電機Ml和負載電源負極GND之間，二極管D3與電阻R5并聯(lián)并且二極管D3的正極與負 載電源負極GND連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳VCC與信號電源地VCC連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片 U5的引腳CH1和GND與信號電源地GND連接，單片機U2的引腳P2. 0與A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的 引腳斤連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CHO與采樣電阻R5和推靠電機Ml的公共端連接，A/ D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳CLK與單片機U2的引腳P2. 1連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U5的引腳DI和DO 的公共端與單片機U2的引腳P2. 2連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油測井用推靠裝置數(shù)字化電流控制電路，其特征在 于：所述的開關(guān)驅(qū)動電路（350)包括N溝道M0S管Q1、P溝道M0S管Q2、推靠裝置電源開關(guān) S6、推靠裝置啟動開關(guān)S7,推靠裝置啟動開關(guān)S7和電阻R16與控制電源串聯(lián)，推靠裝置啟動 開關(guān)S7和電阻R16的公共端與單片機U2的引腳P3. 0連接，負載電源正極Power與啟動開 關(guān)S7串聯(lián)，然后接二極管D1的正極，二極管D1的負極與M0S管Q2的源極連接，M0S管Q2 的漏極接推靠電機M1，M0S管Q1的漏極與M0S管Q2的柵極之間串聯(lián)兩個電阻R2和R3,電 容C1、電阻R1與二極管D2并聯(lián)，二極管D2的負極與二極管D1的負極和M0S管Q2的源極 的公共端連接，二極管D2的正極與電阻R2和R3的公共端連接，M0S管Q1的源極接信號源 地GND, M0S管Q1的柵極與單片機U2的引腳P3. 2連接，并且單片機U2的引腳P3. 2經(jīng)下拉 電阻R4接信號源地GND。
【文檔編號】H02H3/087GK204068793SQ201420488218
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】閻治安, 游松超, 程少華, 馬鐘宏, 馮寶文 申請人:西京學院