基于avr单片机的压力控制系统设计

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1、万方数据文章编号：1671—4598《201lJ09—2170—03中图分类号：TP302文献标识码：A基于AVR单片机的压力控制系统设计刘运学1,2，郎智明1，钟华1，吴镇炜1(1．中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：为了满足爆炸性气体环境电气设备国家标准(GB3836)，煤矿救援机器人在满足隔爆标准的基础上．还采用了正压型电气设备标准，为机器人提供双重安全保障；以AVR单片机作为控制器核心，设计出一套压力控制系统；采用压力传感器、压差传感器、温度传感器作为传感元件，电磁阀为执行元件，通过压力测试实验，绘制出

2、系统压力变化曲线，证明该系统能始终保持车体压差在允许范围，通过滤波，系统抗干扰能力强，无误动作；该控制系统可自动／手动控制模式切换，可靠性高，完全能够满足国家标准防爆要求。关键词：煤矿救援机器人；隔离／正压防爆‘AVR；压力控制系统；压力／压差传感器DesignofPressureControlSystemBasedonAVRLiuYunxuel”，LangZhimin91，ZhongHual，WuZhenweil(1．RoboticsLab，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang11

3、0016，China；2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)AbstractlInordertomeettheelectricalequipment’Snationalstandardsforexplosivegasatmospheres，ontheonehand．robotshavebeenmetcoalmineexplosion--proofstandards，ontheotherhand，therobotalsousesapositiveelectricalequipmen

4、tstandards，whichpro—videdoublesecurityfortherobot．WithAVRMCUasthecoreofcontroller，designedasetofpressurecontrolsystem．Usingpressuresen—sors。differentialpressuresensorttemperaturesensorasthesensingelement，solenoidvalveasactuator，bystresstestingexperiment，thepressurecurvehavebeendrown，topro

5、vethatthebodycanalwayskeeppressurewithintheallowablerange．Byfilteringalgorithm，wehaveveryaccuratereadingofsensorsandstronganti—interference．Itcanalsomanual／automaticswitchfreely，fullyabletOmeettheha-．tionalstandardexplosion--proofrequirements．Keywords：rescuerobotformine；isolation／positive

6、pressureexplosion--proof；AVR；pressurecontrolsystem；pressuresensors／dif—ferentialpressuresensorO引言煤矿机器人，不论是主控单元、驱动单元、电源单元还是传感器单元，都属于电器设备，煤矿及井下环境多为爆炸性气体环境，用于灾后环境探测与救援工作的煤矿救灾机器人必须进行防爆设计，常用的防爆形式有隔爆型、增安型、正压型、烧封型、本质安全型、充油型、充砂型n]。为了增强爆炸性气体环境电气设备的安全性和可靠性，可以将多种形式组合起来。煤矿救援机器人就采用隔爆型和正压型两种防爆型式结合。本文就是

7、基于这个防爆设计理念，针对正压型防爆要求，依托于先进基地支持项目“煤矿井下救援探测机器人系统研制”，在实验室现有的机器人平台上，设计出了一套基于AVR单片机的煤矿救援机器人的压力控制系统(实际读取压差数据，为了方便，文中叫做压力控制系统)。l防爆形式与系统设计隔爆型结构，其外壳能够承受通过外壳任何结合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，而且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性环境的点燃n]。通俗的讲就是设备既能承受内部爆炸的压力，又不会引起外部爆炸性气体的爆炸。爆炸性气体只有满足3个条件才能爆