一種具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置的製作方法

2023-05-04 04:05:21 4

本發明涉及電氣領域，尤其涉及一種具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置。

背景技術：

在發射車液壓系統中，大量使用了電磁閥來控制液壓管路的通斷，控制各執行機構的動作。由於電磁閥需要的驅動電流較大，因此為了實現電磁閥的自動控制，需設計能夠提供較大驅動電流的功率驅動電路。

目前，電磁閥驅動裝置均採用進口元器件進行設計，存在晶片禁運、軟體後門等風險，導致武器裝備的生存能力大打折扣，降低了發射任務的可靠性、安全性。

為了實現發射車控制系統的自主、可控，降低風險，各型號發射車控制系統均明確規定了元器件國產化率指標，因此，需要基於國產元器件設計國產化電磁閥驅動裝置。

由於目前國產元器件集成度較低，用於驅動電磁閥的功率驅動晶片未集成專門的檢測電路，因此，需設計專門的自診斷電路，對驅動晶片狀態進行監測，防止出現短路、斷路等情況對系統造成損壞。

技術實現要素：

本發明旨在至少克服上述缺陷之一提供一種具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置，以在出現故障時能夠主動發送報警信息，便於系統快速定位故障，提高系統可靠性。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

本發明的一個方面提供了一種具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置，包括：霍爾電流傳感器，用於實時監測系統電源供電電流；DSP控制器，用於通過三極體控制固態繼電器的開關，驅動電磁閥的通斷，提供電磁閥需要的驅動電流，生成開關狀態信息，並通過比較霍爾傳感器獲取的電磁閥開關前後的負載電流差值判斷電磁閥是否被成功打開或關斷，如果判斷沒有按照指令成功打開或關閉電磁閥，則生成故障報警信息；CAN總線接口，用於接收指令並發送至DSP控制器，並上傳開關狀態信息和故障報警信息。

另外，DSP控制器包括開關量控制接口以及模擬量採集接口；其中，開關量控制接口，用於控制電磁閥的開關，實現自動控制；模擬量採集接口，用於採集系統電流，實現故障自診斷功能。

另外，DSP控制器控制八路電磁閥。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例通過的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置全部採用國產軍品元器件進行設計，達到技術指標要求，能夠完全替代進口產品，目前已應用到型號產品中，可靠性高，從技術上促進了武器系統的自主可控能力。該驅動裝置由於具備自診斷能力，能夠實現故障快速定位，大大降低了維修保養的難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的自診斷功能示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。

本發明實施例提供一種完全國產化的電磁閥驅動裝置，通過軟硬體國產化實現發射車控制系統的自主、可控，降低風險。通過故障診斷技術對驅動裝置進行監測，在出現故障時自動報警，便於系統快速定位故障。該驅動裝置具有CAN(Controller Area Network，控制器區域網路)總線接口，根據CAN總線的指令實現發射車液壓系統電磁閥的自動控制。該驅動裝置具備基於霍爾傳感器的自診斷功能，在出現故障時能夠主動發送報警信息，便於系統快速定位故障，提高系統可靠性。

圖1示出了本發明實施例提供的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置的結構示意圖，參見圖1，本發明實施例提供的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置，包括：

霍爾電流傳感器，用於實時監測系統電源供電電流；

DSP(Digital Signal Processor，數位訊號處理器)控制器，用於通過三極體控制固態繼電器的開關，驅動電磁閥的通斷，提供電磁閥需要的驅動電流，生成開關狀態信息，並通過比較霍爾傳感器獲取的電磁閥開關前後的負載電流差值判斷電磁閥是否被成功打開或關斷，如果判斷沒有按照指令成功打開或關閉電磁閥，則生成故障報警信息；

CAN總線接口，用於接收指令並發送至DSP控制器，並上傳開關狀態信息和故障報警信息。

由此可見，通過本發明實施例提供的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置，通過一個霍爾傳感器即可實現電磁閥開關的自診斷功能，並通過CAN總線發送故障報警信息，同時還可以通過CAN總線發送電磁閥開關狀態信息。優選的，DSP控制器可以控制八路電磁閥，並可以對每個電磁閥的開關狀態均進行監控。

具體地，採用DSP控制器可以採用國產DSP晶片作為主控晶片，例如採用國產DSP晶片JDSPF28335作為主控晶片，該晶片最高主頻150MHz，能夠滿足處理速度要求。該晶片具有兩路CAN控制器接口，實現雙CAN總線通信。具有88路可配置輸入輸出接口，可用於開關量輸出控制。具有16路模擬量採集接口，可用於採集霍爾傳感器輸出的電壓值。

其中，CAN總線通信通過DSP晶片內置的CAN總線控制器，外接隔離光耦、CAN收發器以及瞬態電壓抑制二極體實現，最高通信速率1Mbps。

功率驅動電路可以由某國產的固態繼電器實現，該固態繼電器最大輸出電流7A，接通時間100μs，關斷時間1000μs，輸入接通電流4～8mA。由於DSP控制器的輸出引腳輸出電流有限，需使用三極體對固態繼電器輸入端進行驅動。

其中，自診斷電路示意圖如圖2所示，主要利用霍爾電流傳感器實現，霍爾傳感器採集總電源電流，輸出0～5V電壓，該電壓值與輸入電流成正比。輸出電壓經過運放調理到合適的範圍(0～3V)，輸入到DSP控制器內置模數轉換器的輸入端進行採集。DSP控制器通過比較電磁閥開關前後的負載電流差值判斷電磁閥是否被成功打開或關斷，如果驅動裝置沒有按照指令要求成功打開或關閉電磁閥，則通過CAN總線發送故障報警信息。

作為本發明實施例的一個可選實施方式，DSP控制器包括開關量控制接口以及模擬量採集接口；其中，開關量控制接口，用於控制電磁閥的開關，實現自動控制；模擬量採集接口，用於採集系統電流，實現故障自診斷功能。

由此可見，本發明實施例通過的具有自診斷功能的電磁閥驅動裝置全部採用國產軍品元器件進行設計，達到技術指標要求，能夠完全替代進口產品，目前已應用到型號產品中，可靠性高，從技術上促進了武器系統的自主可控能力。該驅動裝置由於具備自診斷能力，能夠實現故障快速定位，大大降低了維修保養的難度。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用於實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模塊、片段或部分，並且本發明的優選實施方式的範圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本發明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。

本技術領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上的實施例僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。