CN101820160B - 光耦隔离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光耦隔离装置，该装置包含光耦模块，与光耦模块电路连接的继电模块；该继电模块包含第一触点模块和第二触点模块，该光耦模块包含若干个并联连接的光耦单元；该光耦隔离装置还包含设置在继电模块的输入回路与本安电路的负极端之间的拨扭开关。本发明采用光耦模块和继电模块，将电路中本安电路和非本安电路隔离，防止工程现场强电磁的干扰或非本安电压通过输出通道反串到本安电压电路中。

Description

光耦隔离装置

技术领域

本发明涉及一种用于采煤机或掘进机的本安电路与非本安电路之间以及电源和控制器等之间的隔离装置，具体涉及一种光耦隔离装置。 

背景技术

目前，本安电路是指在正常工作或规定的故障条件下，产生的任何电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。而非本安电路为不具备上述性能的电路。现有的采煤机和掘进机，其非本安电路和本安电路直接连接，其缺点在于，其非本安电路的电源经常反串到本安电路中或强电磁干扰控制器等，导致电路受到干扰，影响工程设备工作。 

发明内容

本发明提供一种光耦隔离装置，可以防止现场强电磁的干扰或非本安电压通过输出通道反串到本安电压电路中，还可以在应急操作和正常操作之间切换，使用简单、方便。 

为实现上述目的，本发明提供一种光耦隔离装置，其特征是，该装置包含： 

光耦模块；该光耦模块包含若干个并联连接的光耦单元；该光耦单元包含常闭触点回路和常开触点回路，该常闭触点回路包含输入回路和输出回路，该常开触点回路包含输入回路和输出回路； 

与光耦模块电路连接的继电模块；该继电模块的输入回路分别连接本安电路的正极端和负极端，该继电模块包含第一触点模块和第二触点模块，该第一触点模块电路连接本安电路的正极端，该第二触点模块电路连接非本安电路的负极； 

上述的常闭触点回路输入回路的正极端电路连接第一触点模块的常闭触点，该常开触点回路的输入回路正极端电路连接第一触点模块的常开触点； 该常闭触点回路和常开触点回路的输入回路负极端电路连接本安电路的负极端； 

上述的常闭触点回路和常开触点回路的输出回路的负极端电路连接第二触点模块的常闭触点，该第二触点模块的常开触点空置； 

该光耦隔离装置还包含设置在继电模块的输入回路与本安电路的负极端之间的拨扭开关。 

上述的常闭触点回路和常开触点回路的输入回路负极端与本安电路的负极端之间设置有控制开关。 

当正常操作时，继电模块的第一触点模块和第二触点模块常闭触点有效，当控制开关闭合，光耦单元的常闭触点回路的输入回路导通，并触发常闭触点回路的输出回路导通，使光耦模块有输出若干路信号送到控制模块，控制机器正常工作； 

当应急操作时，继电模块的第一触点模块和第二触点模块的常闭触点断开常开触点闭合，无信号输出给控制模块，当控制开关闭合，光耦单元的常开触点回路的输入回路导通，并触发常开触点回路的输出回路导通，使光耦模块有输出若干路信号送到机器内部，控制机器应急工作。 

本发明光耦隔离装置和现有的连接方式相比，其优点在于，本发明采用光耦模块和继电模块，将电路中本安电路和非本安电路隔离，防止工程现场强电磁的干扰或非本安电压通过输出通道反串到本安电压电路中。 

附图说明

图1为本发明光耦隔离装置的继电模块和光耦模块的电路图； 

图2为本发明光耦隔离装置的光耦单元的电路图； 

图3为本发明光耦隔离装置的继电模块的电路图； 

图4为本发明光耦隔离装置的控制开关和拨扭开关的电路图。 

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。 

如图1所示，本发明提供一种光耦隔离装置，该装置包含光耦模块1，及与该光耦模块1电路连接的继电模块2。 

该光耦模块1包含六个并联连接的光耦单元；该六个光耦单元采用三个并联连接的光耦芯片U1、U2和U3，该光耦芯片U1、U2和U3采用TL521-4芯片；光耦芯片包含四个发光二极管LED及四个光电三极管VT，而每个光耦芯片中所包含的四个发光二极管LED的两端分别依次占据其管脚1、管脚2、管脚3、管脚4、管脚5、管脚5、管脚6、管脚7和管脚8；该光耦芯片中的四个光电三极管VT的两端分别依次占据其管脚9、管脚10、管脚11、管脚12、管脚13、管脚14、管脚15和管脚16 

如图2所示，光耦单元U包含常闭触点回路11和常开触点回路12，该常闭触点回路11包含输入回路111和输出回路112，该常开触点回路12包含输入回路121和输出回路122。 

该常闭触点回路11的输入回路111包含串联连接的电阻R1和发光二极管LED2，以及与电阻R1和发光二极管LED2并联连接的稳压二极管ZD1。该电阻R1的阻值为1K；发光二极管LED2在光耦芯片U1的管脚1、2之间，管脚1为正极、管脚2为负极；该稳压二极管ZD1的型号为15KE16CA。常闭触点回路11的输出回路112包含光电三极管VT1，该光电三极管VT1在光耦芯片U1的管脚16、15之间，其中管脚15连接光电三极管VT1的发射极，管脚16连接集电极。 

该常开触点回路12的输入回路121包含串联连接的电阻R2和发光二极管LED3，以及与电阻R2和发光二极管LED3并联连接的稳压二极管ZD2。该电阻R1的阻值为1K；发光二极管LED3在光耦芯片U1的管脚3、4之间，管脚3为正极、管脚4为负极；该稳压二极管ZD2的型号为15KE16CA。常开触点回路12的输出回路122包含光电三极管VT2，该光电三极管VT2在光耦芯片U1的管脚14、13之间，其中管脚13连接光电三极管VT1的发射极，管脚14连接集电极。 

如图3所示，继电模块2的输入回路21分别通过L1.9连接本安电路的正极端，通过L1.7连接本安电路的负极端，该本安电路的本安电路电压为12V。该继电模块2包含第一触点模块22和第二触点模块23，该第一触点模块22电路通过L1.9连接本安电路的正极端，该第二触点模块23通过L2.8电路连接非本安电路。继电模块2采用继电器K1，该继电器K1为OMRON12V继电器，其型号为：G6A-274P-ST-US。 

继电模块2的输入回路21包含串联连接的电阻R13和发光二极管LED1，以及与电阻R13和发光二极管LED1并联连接的二极管D1，及继电器K1的触发器，该触发器占继电器K1的管脚1和管脚16。 

继电模块2的第一触点模块22占继电器K1的管脚4、管脚6和管脚8，其中管脚4和管脚6之间为第一触点模块22的常闭触点；管脚4和管脚8之为第一触点模块22的常开触点。 

继电模块2的第二触点模块23占继电器K1的管脚13、管脚11和管脚9，其中管脚13和管脚11之间为第二触点模块23的常闭触点；管脚13和管脚9之为第二触点模块23的常开触点。 

如图1所示，光耦单元U的常闭触点回路11的输入回路111的正极端电路连接继电模块2第一触点模块22的常闭触点，而光耦单元U的常开触点回路12的输入回路121正极端电路连接第一触点模块22的常开触点。 

光耦单元U的常闭触点回路11和常开触点回路12的输入回路111和121的负极端电路通过L1.1连接本安电路的负极端。 

常闭触点回路11和常开触点回路12的输出回路112和122的负极端电路连接第二触点模块23的常闭触点，并通过L3.7输出至采煤机或掘进机之类机器的控制模块PLC，其大小为DC24V VG。而继电模块2的第二触点模块23的常开触点空置。 

常闭触点回路11和常开触点回路12的输出回路112和122的正极端电路分别通过L2.1和L3.1输出至采煤机或掘进机内部的不同控制回路，L2.1和L3.1输出均为24V VG。L2.1输出至机器的控制模块PLC，而L3.1输出至采煤机或掘进机之类机器内部用于触发工作的一继电器线圈的一脚，该继电器线圈的另一脚与非本安电路正极连接。 

如图4所示，本实用新型光耦隔离装置还包含设置在继电模块2的输入回路21与本安电路的负极端之间的拨扭开关B7。继电模块2的输入回路21通过L1.7与拨扭开关B7连接。 

常闭触点回路11和常开触点回路12的输入回路112和122负极端与本安电路的负极端之间设置有控制开关B1。其中常闭触点回路11和常开触点回路12的输入回路112和122负极端通过L1.1与控制开关B1连接。 

由图1可见，光耦模块1中其余光耦单元在电路中的连接关系，同理于 光耦单元U。 

本发明光耦隔离装置的运作流程如下： 

本发明光耦隔离装置装载在采煤机或掘进机之类的机器的电路中对本安电路和非本安电路进行光电隔离。 

当该采煤机或掘进机之类的机器正常操作时，拨扭开关B7断开，L1.7处未连接本安电路的负极端，继电模块2的输入回路21上无施加电压，使继电器K1未触发吸合，其第一触点模块22和第二触点模块23的常闭触点有效。由于第二触点模块23的常闭触点导通，使L2.8和L3.7导通，L3.7向控制模块PLC输出信号。由于第一触点模块22的常闭触点导通，光耦单元U的常闭触点回路11的输入回路111的正极端电路处于带电状态。当图4中的控制开关B1闭合，L1.1有来自本安电路的电压输入，常闭触点回路11的输入回路111内导通本安电路，使发光二极管LED2工作发光，同时光电三极管VT1接收该光能导通，并使常闭触点回路11的输出回路112内导通非本安电路，同时L2.1和L3.7之间导通，使L2.1有输出信号DC 24VG送到控制模块PLC，由于控制模块PLC的公共端接DC 24V+，所以当L2.1的信号输入时，即可触发控制模块PLC控制采煤机或掘进机之类的机器工作。 

由图1和图4中电路的连接关系可见，L2.2、L2.3、L2.4、L2.5和L2.6的工作原理与L2.1同理，都输出信号送到控制模块PLC。 

当机器应急操作时，拨扭开关B7闭合，继电模块2的输入回路21上施加有本安电路的电压，继电器K1触发吸合，使第一触点模块22和第二触点模块23的常闭触点断开、同时常开触点闭合。由于第二触点模块23的常开触点导通，而该常开触点空接，使L2.8和L3.7未导通，L3.7无信号输出给控制模块PLC；同时由于输入回路21导通，使LED1工作发光，警告工作人员该机器处于应急操作。由于第一触点模块22的常开触点闭合导通，光耦单元U的常开触点回路12的输入回路121的正极端电路处于带电状态，当图4中的控制开关B1闭合，L1.1有来自本安电路的电压输入，常开触点回路12的输入回路121内导通本安电路，使发光二极管LED3工作发光，同时光电三极管VT2接收该光能导通，使L3.1所连接的机器内部的继电器线圈的一脚与L3.7导通，由于该继电器线圈的另一脚接DC 24V+，而L3.7接DC 24VG，L3.1和L3.7之间导通即可触发该继电器工作，并控制机器进行 相应的应急工作。 

由图1和图4中电路的连接关系可见，L3.2、L3.3、L3.4、L3.5和L3.6的工作原理与L3.1同理，都输出信号送到机器内部。 

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。 

Claims (2)

1.一种光耦隔离装置，其特征在于，该装置电路连接在本安电路和非本安电路之间，该装置包含：

光耦模块(1)；该光耦模块(1)包含若干个并联连接的光耦单元(U)；所述光耦单元(U)包含常闭触点回路(11)和常开触点回路(12)，该常闭触点回路(11)包含输入回路(111)和输出回路(112)，该常开触点回路(12)包含输入回路(121)和输出回路(122)；

与所述光耦模块(1)电路连接的继电模块(2)；该继电模块(2)的输入回路(21)分别连接本安电路的正极端和负极端，该继电模块(2)包含第一触点模块(22)和第二触点模块(23)，该第一触点模块(22)电路连接所述的本安电路的正极端，该第二触点模块(23)电路连接所述的非本安电路的负极；

所述的常闭触点回路(11)的输入回路(111)的正极端电路连接所述第一触点模块(22)的常闭触点，所述的常开触点回路(12)的输入回路(121)的正极端电路连接所述第一触点模块(22)的常开触点；该常闭触点回路(11)和常开触点回路(12)的输入回路(111、121)负极端电路连接本安电路的负极端；

所述的常闭触点回路(11)和常开触点回路(12)的输出回路(112、122)的负极端电路连接所述第二触点模块(23)的常闭触点，所述第二触点模块(23)的常开触点空置；

该光耦隔离装置还包含设置在继电模块(2)的输入回路(21)与本安电路的负极端之间的拨扭开关(B7)。

2.如权利要求1所述的光耦隔离装置，其特征在于，在所述的常闭触点回路(11)和常开触点回路(12)的输入回路(111、121)负极端与本安电路的负极端之间设置有控制开关(B1)。

Images