CN102360208A - 本质安全型多功能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本质安全型多功能控制器，包括有机玻璃外壳，外壳内所装的本质安全型多功能控制器的电路板，其特征在于：该本质安全型多功能控制器的电路包含直流与脉冲电源电路、脉冲主控制电路、辅助控制电路、延时电路、直流水导电路、及用于实现该多功能控制器的内部输入和输出线连接，实现该控制器的多功能控制用途连接外部控制元器件的插头与插座；所述的插头与插座安装在外壳上；它可组成多功能的本质安全型远程控制电磁起动器，在馈电开关内装上了它就可构成一个远程控制和自复位的馈电开关；它并可超远距离的集中控制与多向联合控制。

Description

本质安全型多功能控制器

技术领域

本发明属电器控制装置，具体地说是用于煤矿井下的各种隔爆式真空电磁起动器内，隔爆式真空馈电开关内，综掘机的电控箱内的本质安全型多功能控制器。

技术背景

目前，现有的所有防爆电器公司，所生产的矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器，其联控距离最大不超过350米，而且控制方式只能单向控制，不能多向控制，没有信号反映指示。生产的隔爆式馈电开关，无法实现远距离控制和自复位功能。由于这种原因就使煤矿的监控中心只是一个监视中心，监视中心起不到发现问题进行快速控制的作用，难以真正地达到安全生产。

发明内容

本发明的目的是为提高煤矿安全生产，减少入井人员的数量，提供一种为改善工作条件，减少职业发病率，控制电流小，并可超远距离的集中控制与多向联合控制的本质安全型多功能控制器。

本发明的技术方案是这样的：

本质安全型多功能控制器，包括有机玻璃外壳，外壳内所装的本质安全型多功能控制器的电路板，其特征在于：该本质安全型多功能控制器的电路包含直流与脉冲电源电路、脉冲主控制电路、辅助控制电路、延时电路、直流水导电路、及用于实现该多功能控制器的内部输入和输出线连接，实现该控制器的多功能控制用途连接外部控制元器件的插头与插座；所述的插头与插座安装在外壳上；其中：

(1)、直流与脉冲电源电路

由外部交流36V电压的一端与控制器插座的A3脚一端相接，插座A3脚的另一端与插头A3脚相插，插头A3脚的另一端经印刷线路板A3脚与熔断器FU的一端相接，熔断器FU的另一端与变压器一次线包的一端相接；外部交流36V的另一线与控制器插座的B3脚相接，B3脚的另一端与插头B3脚相插，插头B3脚的另一端经印刷线路板的B3脚与本安电变压器KB一次侧的另一线相接，完成了外部36V的交流电的输入；

本安电变压器KB次级的输出交流电源，输出两端a、b电压为15V，输出端a与整流桥的一端相接，输出端b与整流桥ZL的另一端和线路板上的A1脚输出线相接，整流桥ZL是给该多功能控制器提供直流电源，电压为DC12～13V，同时由本安变压器的次级15V交流电源的输出端b经远方控制线的终端与检波二极管D0的正极相接，检出了正向6.5V的脉冲电压，输出a端经整流桥ZL的负极端输出脉冲负极组成正向脉冲电源，正向脉冲电源是给主辅控制电路提供脉冲工作的电源；

(2)、脉冲主控制电路

脉冲主控制电路含有金属电阻R1，碳膜电阻R2，发光二极管D1，续流电容C1，三极管V1，固体继电器J1，限流电阻R3、R4、R5，三极管V1的保护二极管D3、D4，脉冲电源输出线A1，插头A1脚，插座A1脚，脉冲电源输入线B1，插头B1脚，插座B1脚，固体继电器J1的动断静触头J11，动合静触头J12，动触头J13，插头B7、B8、A8脚、插座B7、B8、A8脚，

所述的主限流金属电阻R1的一端与整流后的直流电源负极端串接，另一端与限流后的负极端相接；整流后的直流电源的正极端与发光二极管D1的正极端相接，发光二极管D1的负极与碳膜电阻R2的一端相接，电阻R2的另一端与直流电源的负极相接，构成电源指示回路；三极管V1的发射极与电源的负极相接，集电极与固体继电器J1的磁力线圈的一端相接，磁力线圈的另一端与直流电源的正极相接；三极管V1的基极与限流电阻R3的一端相接，限流电阻R3的另一端与续流电容C1正极端相接，续流电容C1的负极与电源的负极相接，限流电阻R4的一端与电阻R3和电容C1的接点相接，限流电阻R4的另一端与线路板B1、插头B1脚、插座的B1脚串接；限流电阻R5的一端与三极管V1的集电极和继电器J1的接点相接，另一端与发光二极管D2的负端相接，发光二极管D2的正端与电源的正端相接；保护二极管D3、D4的正极端与三极管V1的集电极与固体继电器J1线圈的接点相接，保护二极管D3、D4的负极端与电源的正极相接；固体继电器J1的动触头J13的一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接，固体继电器J1动触头J13的另一端与常闭点静触头J11相接触，固体继电器J1静触头J11的另一端与线路板B7、插头B7、插座的B7脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的一端与线路板的A8、插头A8脚和插座的A8脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的另一端与动触头J13相接触；动触头J13的另一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接组成；

(3)、辅助控制电路

辅助控制电路含有三极管V2，固体继电器J2，三极管基极限流电阻R6、R7，三极管V2的保护二极管D6、D7，固体继电器J2的常闭静触头J21，常开静触头J22和动触头J23线路板B5、B6、A6；插头、B5、B6、A6脚，插座B5、B6、A6脚；

所述的三极管V2的发射极与直流电源负极相接，集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的磁力线圈的另一端与12V直流电源的正极相接；三极管V2的基极与限流电阻R6的一端相接，限流电阻R6的另一端与续流电容C2的正极端相接，续流电容C2的负极与直流12V电源的负极相接，限流电阻R7的一端与电容C2和电阻R6的接点相接，限流电阻R7的另一端与线路板的B2、插头B2脚，插座B2脚相串接；三极管V2的保护二极管D6、D7的正极端分别与三级管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端的接点相接，二极管D6、D7的负极端分别与电源的正极端相接；固体继电器J2的动触头J23的一端与固体继电器J2的常闭静触头J21接触，动触头J23的另一端与线路板B6插头B6脚、插座B6脚相串接，固体继电器J2的常闭静触头J21的另一端与线路板B5，插头B5脚、插座B5脚相串接；固体继电器J2的常开静触头J22的一端与动触头J23的动触头相动合接触，常开静触头J22的另一端与线路板A6，插头A6脚、插座A6脚相串接；直流源正极与反流入二级管D5正极相接，D5的负极与线路板A2，插头A2脚、插座A2脚串接组成；

(4)、延时控制电路

延时控制电路含辅助控制回路和充电电容C3组成；

所述的电容C3的负极端与三极管V2的基极限流电阻R6和R7的接点相接，电容C3的正极端与线路板的A4脚、插头A4脚、插座A4脚串接；将直流源的A2脚与主控制回路中的固体继电器J1插座A8脚相接，延时控制回路的插座A4脚与固体继电器J1的B8脚相接，辅助控制回路的插座B2脚与主控制回路中的固体继电器J1的插座B7脚相接；

(5)、水导控制电路

水导控制电路含12V直流电源的正极线路板A2，插头A2脚、插座A2脚、插头A5脚、插座A5脚、限流电阻R8、三极管V2、固体继电器J2的常闭静触头J21、常开静触头J22，动触头J23，线路板B5、B6、A6，插头B5、B6、A6脚、插座B5、B6、A6脚组成；

插座A2脚的12V直流正极电源经控制电缆插入水仓内的水中，经水与插入水仓中的三极管V2的基极触发回路控制电缆的一端导通，触发回路控制电缆的另一端与插座的A5脚相接；插座A5脚的另一端与插头A5脚相插，插头A5脚的另一端与线路板的A5相接，线路板A5与限流电阻R8的一端相接，限流电阻R8的另一端与三极管V2的基极相接；三极管V2的发射极与12V直流电的负极相接，三极管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的线圈另一端与12V电源的正极相接，保护二极管D6、D7的正极端与三极管V2的集电极和固体继电器J2的磁力线圈的接点相接，保护二极管D6、D7的负极端与固体继电器J2线圈和电源正极的接点相接。

所述的插头与插座是一个插接的部件，插头与插座的形式是双列型，有A1-A8脚和B1-B8脚，并通过改变所述的插头与插座的插脚A1-A8脚和B1-B8脚的接法，实现如下控制功能：脉冲主控制、辅助控制、延时控制、水导控制及超远距离的控制。

本发明本质安全型多功能控制器与现有技术相比，具有如下实质性特点和显著效果为：

(1)本控制器的最高开路控制电压不超过DC13V。

(2)最大短路控制电流不大于100mA。

(3)控制回路电流小于DC0.5mA。

(4)控制距离0-100公里(按KVVP2型护套屏蔽0.5平方毫米的控制电缆39Ω/km计算)。

(5)控制回路短路后立即闭锁，待短路处理后方才可以正常起动运行，具有防止误动的功能。

(6)抗干拢能力强在有限的距离内不受电容、电感、静电的干扰。

(7)只要改变该控制器的十二条引出线，可完成横控竖控，水导控、延时控、自动复位、自动恢复等控制功能。

(8)该控制器体积小、占地少、功能多、易检修。不仅用于煤矿井下还可广泛地用于地面远距离的各种自动化控制的起动柜内或配电箱内。

附图说明

图1是本发明本质安全型多功能控制器的电路图。

图2是本发明中插头与插座的平面结构示意图。

图3是本发明中主控与辅控的电气原理方框图。

图4是本发明中瞬时停止并延时后恢复原状的电气原理方框图。

图5是本发明中水导控制的电气原理方框图。

具体实施方法

以下结合附图详细说明本发明的实施。

本发明本质安全型多功能控制器，包括有机玻璃外壳，16脚引出线插头与插座，外壳上端装有与下端安装板固定的丁字型金属板和固定螺丝，壳内装有一块安装电子元件的金属双层线路板，线路板的正面装有1只36V/15V的本安配电变压器KB，1只0.2A的熔断器FU，2个DC12V小型固体继电器J1、J2，2只NPN型晶体三极管V1、V2，一块集成整流桥ZL，1只限流金属电阻RI作短路电流限制保护用。2只发光二极管D1，光二极管D1作电源指示，光二极管D2作固体继电器J1的工作指示，4只保护二极管D3、D4、D5、D6，保护二极管D3、D4为三极管V1的保护管，保护二极管D5、D6为三极管V2的保护管，1只反流向二极管D5，3只电解电容器C1、C2、C3，电解电容C1为主控制电路续流电容；电解电容C2为辅控制电路的续流电容；电解电容C3为延时电路的充电电容，电阻R2为电源指示的限流电阻；电阻R3、R4为主控制电路的分支碳膜电阻，电阻R5为主控制电路的工作指示限流碳膜电阻。电阻R6、R7为辅助控制电路的分支碳膜电阻；电阻R8为水导控制电路的碳膜电阻；电阻R9为远距离工作指示灯的限流碳膜电阻，二极管D0为外部远距离配接检波二极管。线路板的背面是所有的控制电路与各元件联接用的金属印刷线路(正面也有印刷线路)。

图1所示，本发明本质安全型多功能控制器的电路。本质安全型多功能控制器的电路包括：1、直流(整流)与脉冲电源电路；2、脉冲主控制电路；3、辅助控制电路；4、延时电路；5、直流水导电路；6、信号反馈指示电路；7、接地保护电路。

图2所示，本发明中插头与插座的平面结构。总体的设计是一个插接的部件，插头与插座的形式是双列型，有A1-A8脚和B1-B8脚。由插头与插座的8对脚实现该多功能控制器的内部16根输入和输出线连接，以及实现该控制器的多功能控制用途。

本质安全型多功能控制器的电路各个部分的构成如下：

1、直流(整流)与脉冲电源电路

由外部交流36V电压的一端与控制器插座的A3脚一端相接，插座A3脚的另一端与插头A3脚相插，插头A3脚的另一端经印刷线路板A3脚与熔断器FU的一端相接，熔断器FU的另一端与变压器一次线包的一端相接。外部交流36V的另一线与控制器插座的B3脚相接，B3脚的另一端与插头B3脚相插，插头B3脚的另一端经印刷线路板的B3脚与本安电变压器KB一次侧的另一线相接，完成了外部36V的交流电的输入。

本安电变压器KB次级的输出交流电源，输出两端a、b电压为15V，输出端a与整流桥的一端相接，输出端b与整流桥ZL的另一端和线路板上的A1脚输出线相接，整流桥ZL是给该多功能控制器提供直流电源，电压为DC12～13V，同时由本安变压器的次级15V交流电源的输出端b经远方控制线的终端与检波二极管D0的正极相接，检出了正向6.5V的脉冲电压，输出a端经整流桥ZL的负极端输出脉冲负极组成正向脉冲电源，正向脉冲电源是给主辅控制电路提供脉冲工作的电源；

这是本发明的超远距离控制要点之一，没有这个脉冲源是无法解决即能超远距离的控制，又能在远距离的控制中出现的控制回路短路后立即闭锁的功能，这样可避免因控制电路短路而引起设备误动的事故发生。

2、脉冲主控制电路

脉冲主控制电路含有金属电阻R1，碳膜电阻R2，发光二极管D1，续流电容C1，三极管V1，固体继电器J1，限流电阻R3、R4、R5，三极管V1的保护二极管D3、D4，脉冲电源输出线A1，插头A1脚，插座A1脚，脉冲电源输入线B1，插头B1脚，插座B1脚，固体继电器J1的动断静触头J11，动合静触头J12，动触头J13，插头B7、B8、A8脚、插座B7、B8、A8脚，主限流金属电阻R1的一端与整流后的直流电源负极端串接，另一端与限流后的负极端相接；整流后的直流电源的正极端与发光二极管D1的正极端相接，发光二极管D1的负极与碳膜电阻R2的一端相接，电阻R2的另一端与直流电源的负极相接，构成电源指示回路；三极管V1的发射极与电源的负极相接，集电极与固体继电器J1的磁力线圈的一端相接，磁力线圈的另一端与直流电源的正极相接；三极管V1的基极与限流电阻R3的一端相接，限流电阻R3的另一端与续流电容C1正极端相接，续流电容C1的负极与电源的负极相接，限流电阻R4的一端与电阻R3和电容C1的接点相接，限流电阻R4的另一端与线路板B1、插头B1脚、插座的B1脚串接；限流电阻R5的一端与三极管V1的集电极和继电器J1的接点相接，另一端与发光二极管D2的负端相接，发光二极管D2的正端与电源的正端相接；保护二极管D3、D4的正极端与三极管V1的集电极与固体继电器J1线圈的接点相接，保护二极管D3、D4的负极端与电源的正极相接；固体继电器J1的动触头J13的一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接，固体继电器J1动触头J13的另一端与常闭点静触头J11相接触，固体继电器J1静触头J11的另一端与线路板B7、插头B7、插座的B7脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的一端与线路板的A8、插头A8脚和插座的A8脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的另一端与动触头J13相接触；动触头J13的另一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接组成；

当b端是正半周时，由于脉冲插座的A1脚的远方控制线终端与检波二极管D0的正极相接，此时检波二极管D0正向导通输出正向电流，经远方控制线的回路线、控制器的接插件第B1脚，限流电阻R4后分两路进行，一路给续流电容C1充电一路经分流电阻R3，晶体三极管V1的基极，三极管V1的发射极，主限流电阻R1回到电源负极，此时三极管V1的发射极与集电极导通，固体继电器J1的磁力线包得电吸合，继电器J13与J12闭合，给本质安全型多功能控制器外部的执行元件提供了工作通路，使外部的执行元件正常有序的运行并自保。当脉冲源插座的A1脚是负半周时续流电容C1的正极端经分流电阻R3、V1的基极b，发射极e回到C1的负极实使放电，使三极管V1的基极维持正向电流不间段保持三极管V1稳定导通行使正常工作。当脉冲插座的A1脚再次出现正半周时，C1的放电结束。

上述脉冲主控制电路是采用正向脉冲为触发源通过线路传输和电流放大原理和电容续流的手段来实现其超远距离的单机运行或多机程控的起动与停止任务，并遇有万一控制回路因线路长而短路后可立即停机并闭锁，起到了防误动的功能。

3、辅助控制电路

辅助控制电路含有三极管V2，固体继电器J2，三极管基极限流电阻R6、R7，三极管V2的保护二极管D6、D7，固体继电器J2的常闭静触头J21，常开静触头J22和动触头J23线路板B5、B6、A6；插头、B5、B6、A6脚，插座B5、B6、A6脚；所述的三极管V2的发射极与直流电源负极相接，集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的磁力线圈的另一端与12V直流电源的正极相接；三极管V2的基极与限流电阻R6的一端相接，限流电阻R6的另一端与续流电容C2的正极端相接，续流电容C2的负极与直流12V电源的负极相接，限流电阻R7的一端与电容C2和电阻R6的接点相接，限流电阻R7的另一端与线路板的B2、插头B2脚，插座B2脚相串接；三极管V2的保护二极管D6、D7的正极端分别与三级管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端的接点相接，二极管D6、D7的负极端分别与电源的正极端相接。固体继电器J2的动触头J23的一端与固体继电器J2的常闭静触头J21接触，动触头J23的另一端与线路板B6插头B6脚、插座B6脚相串接，固体继电器J2的常闭静触头J21的另一端与线路板B5，插头B5脚、插座B5脚相串接；固体继电器J2的常开静触头J22的一端与动触头J23的动触头相动合接触，常开静触头J22的另一端与线路板A6，插头A6脚、插座A6脚相串接；直流源正极与反流入二级管D5正极相接，D5的负极与线路板A2，插头A2脚、插座A2脚串接组成。

上述的辅助控制电路根据所控制设备功能的需要，它的控制电源既可以用脉冲电源，也可以用直流源。

4、延时控制电路

延时控制电路含辅助控制回路和充电电容C3组成。

电容C3的负极端与三极管V2的基极限流电阻R6和R7的接点相接，电容C3的正极端与线路板的A4、插头A4脚、插座A4脚串接；将直流源的A2脚与主控制回路中的固体继电器J1插座A8脚相接，延时控制回路的插座A4脚与固体继电器J1的B8脚相接，辅助控制回路的插座B2脚与主控制回路中的固体继电器J1的插座B7脚相接；

当本质安全型多功能控制器中的脉冲主控制电路的脉冲触发电源，A1脚经控制电缆与检波二极管D0的正极相接，检波二极管的负极与外部的前极开关的常闭动触头的13端相接，外部前极开关的常闭静触头14端与脉冲主控制电路的B1脚相接，组成闭合回路后，只要外部的前级开关停止时，本质安全型多功能控制器也随即控制后级所被控设备同时停止，并延时(1到3秒根据需要而定)后自动恢复到正常待机状态。如煤矿井下的掘进巷内的胶带运输机与综掘机的二运皮带运输机的联锁关系，就可以通过这种方式来联锁解决，可杜绝胶带运输机出现的堆煤事故发生所因起的胶带跑偏、胶带损边、撕带等事故的发生。

本延时控制电路，通过改变插座输出脚A1、B1、A2、B2、A4、B5、B6、B7、B8、A8的接法，还可完成降压起动并自动转换为全压运转和双回路的延时分别起动的功能。

5、水导控制电路

水导控制电路含12V直流电源的正极线路板A2，插头A2脚、插座A2脚、插头A5脚、插座A5脚、限流电阻R8、三极管V2、固体继电器J2的常闭静触头J21、常开静触头J22，动触头J23，线路板B5、B6、A6，插头B5、B6、A6脚、插座B5、B6、A6脚组成；

插座A2脚的12V直流正极电源经控制电缆插入水仓内的水中，经水与插入水仓中的三极管V2的基极触发回路控制电缆的一端导通，触发回路控制电缆的另一端与插座的A5脚相接。插座A5脚的另一端与插头A5脚相插，插头A5脚的另一端与线路板的A5相接，线路板A5与限流电阻R8的一端相接，限流电阻R8的另一端与三极管V2的基极相接。三极管V2的发射极与12V直流电的负极相接，三极管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的线圈另一端与12V电源的正极相接，保护二极管D6、D7的正极端与三极管V2的集电极和固体继电器J2的磁力线圈的接点相接，保护二极管D6、D7的负极端与固体继电器J2线圈和电源正极的接点相接；

上述的水导控制电路是利用水将插头与插座A2脚的正相直流电流通过水苍中的水与插头与插座A5脚导通就可使固体继电器J2的动触头J23与继电器J2的静触头J22相吸合，此时通过继电器J2的插座B6脚、A6脚可将主起动开关构成闭合回路并将水泵电机起动，水泵可运转抽水，当水位下降到开关的自保控制线以下时，由于水位脱离插座输出A5脚线而中断控制电流，继电器J2失电，继电器J23动触头与静J22触头断开，水泵将自动停止，水位逐渐上升到A5控制线时水泵将自动再次抽水开始，达到无人操作的自动抽水功能。

以上通过改变插座输出A1、B1、A2、B2、A4、A5、B5、B6、B7、B8、A8脚的接法，实现如下功能：1、辅助控制，2、延时控制，3、水导控制。

6、信号反馈指示电路

信号反馈指示电路含有限流电阻R9，限流电阻R9的一端与直流电源负极相接另一端与插座引出线端A2脚相接，并为给集中控制台的发光二极管指示灯提供负极电源，发光二极管的正极电源由脉冲插座引出线端A1脚提供，当起动器起动运行时该发光二极管发亮，停止运转时发光二极管熄灭不亮以指示其是否工作。

7、接地保护电路

本安电变压器KB的外壳焊接一根导线并将引出导线的另一端与接插件的插座引出线端的B4脚相接，作为保护接地极。

本质安全型多功能控制器工作原理及应用示例

由矿用隔爆式电磁起动器的660V或1140V变36V的控制变压器的次级电压36V经本质安全型多功能控制器的插座引出线端等A3、B3脚经熔断器FU与该控制器的本安电变压器KB的初级绕组电源接通，其次级的a、b两端有交流15V输出，经整流桥ZL整流后输出12V直流电压，其直流负极经主限流金属电阻R1输出限流负极，正极直接输出，给以后的其它电路提供12V直流电源。

其正向脉冲电源工作原理如下：

图3所示，本发明中主控与辅控的电气原理方框图。这是本发明的本质安全型多功能控制器中的脉冲主控制和辅助控制电路原理，图中所述的本开关是指矿用隔爆式真空电磁起动器，所述的本质安全型多功能控制器是安装在上述起动器内的一个插件部件，由它来完成远程控制条件下的起动、停止。横控与竖控任务的，由系统提供1140V或660V交流电压，作为本开关的三相输入电源电压，经相应平方的导线与隔离开关GHK的三相端接线柱相接，隔离开关GHK的三相另一端与主接触KM的三相端相接，主接触器KM的三相另一端与三相交流电动机的电源端相接，组成动力电源开关电路。多功能控制器的电源电路的交流AC36V电压是由本安电变压器KB的二次侧的交流AC36V电源输出端提代的得电后可输出脉冲电压电源，经印刷线路板的A1输出线与控制器外壳的插头A1脚一端相接，插头A1脚的另一端与插座的A1脚的一端相插，插座的A1脚的另一端经远方(地面集中控制台)的控制电缆与检波二极管D01的正极相接，二极管D01的负极与地面集中控制台的停止按钮TA的接线柱K3相接，此处是正向脉冲电压6.5V-7V的正极开始端，当按下集控台的起动按钮QA时正向脉冲触发电流，经控制电缆、本开关停止按钮TS、多功能控制器B1脚(如图3的指向标所示，单指脉冲电流的指向标记，不含其它性质的电流指向)进入主控制电路内的三极管V1的基极，三极管V1得到电导通，控制器主控制电路内的固体继电器J1得电，固体继电器J1的动合触头B8与A8吸合，外部非本安36V的交流，电流经多功能控制器的主控制电路的固体继电器J1的B8脚-A8脚-本开关内的中间继电器ZJ的磁力线包得电——中间继电器的常开触头ZJ1得磁吸合——主接触器KM线包得电——主接触器KM的主触头吸合导通，输出1140V或660V的动力电源——三相交流电动机得电起动运转。同时本开关的辅助常开触头也已吸合为自保回路做好准备。(三相交流电动机是指煤矿井下掘进巷内的胶带运输机的拖动电动机)此时的运转只能是点动试车或维修运转，起动按钮随放随停，原因是辅助控制电路中的联锁控制开关还未工作。

外部开关(是指主运输巷中的任何一名胶带运输机的电磁开关，属横控即程控方式)当外部开关开始起动运行后，它的辅助常开触头随急动合，此时脉冲源A1的脉冲触发电流经——远方的联锁控制电缆——检波二极管D02外部开关常开动合触头——联锁控制电缆——进入辅助控制电路的插座B2脚，此时辅助控制电路内的三极管V2得电导通——固体继电器J2得电——固体继电器的常开动合触头B6与A6吸合，此时集控台的外部控制部件即起停按钮中的自保接线柱K2的脉冲触发电流才能经——控制电缆——固体继电器J2的插座B6脚--A6脚——本开关常开辅助动合触头KM2——本开关的停止按钮TS——主控制电路中的插座B1脚实施自保回路完成闭合回路。

集控台信号指示灯闭合回路：当掘进巷的胶带运输机的电磁开关起动后，脉冲电流由外部控制部件即集控台起停按钮的K3接线柱——停止按钮TA——自保接线柱K2——控制电缆

辅助控制电路中的固体继电器插座B6脚-A6脚——本开关辅助动合触头KM2——控制电缆——起动接线柱——连接线——发光二极管D1的正极——发光二极管D1负极——信号控制电缆——信号源负极插座A7脚，此时绿色发光二极管D1V发亮以示机组已正常运行。当掘进巷胶带运输机停止运输时，或主运巷的胶带运输机停止运转时即外部开关停止时，辅助控制电路中的固体继电器J2的常开动合触头B6同时释放与常闭静触头B5触合。正向脉冲电流由B6脚——B5脚——连接线——发光二极管D2——回到信号源负极，此时红色发光二极管发亮以示掘进巷的胶带运输机已停止运行。脉冲主控制和辅助控制具有横控与竖控的功能(横控是程控方式，竖控是联锁控制方式)程控不受台数限治，联锁控制一台可控制2台-10台，各台之间互不影响参数不变，可实现随意点动或运行和同步停止的目的。

脉冲电源的突出作用是，防止控制回路线因环境原因引起的外力重压，如塌方事故的发生，造成控制回路的严重挤压导制控制线的绝缘层破坏而短路，如用直流电做触发电压是无法实现短路后立即闭锁停机的功能的，而只能造成误动或停不了机的作用，此况的出现将会导致严重的机电事故。为了实现控制回路短路后立即闭锁停机的功能，只能用脉冲电压来完成这个任务，没有第二个办法，原因是当控制回路一但短路后，此时终端检波二极管也已短路不起检波作用，脉冲电压已变成了交流电压，交流电压是无法完成晶体三极开关管V1的稳定导通的，所以V1被迫停导而闭锁停机，此时你再按起动按钮也无法起动工作，只有什么时侯控制回的短路故障处理了什么时候设备才能政常起动运转。此时发光二极管得电发亮，表示控制回路正常，当按下停止按钮时，由于三极管V1的基极失去触发电流，所以三极管V1的发射极与集电极截止关断，发光二极管D2熄灭，继电器J1失电停止，继电器常开动触头J13与静触头J12失磁断开，切断了外部执行元件的通路，外部的所有相关部件都随急停止。

辅助控制电路的工作原理与脉冲主控制电路的工作原理完全相同，但辅助控制不承担起动功能的职责，只负责联控功能的导通与停止职责和一路控多路参数不变，实现远程，集中控制中的异步起动，同步停止的功能。

延时控制工作原理：

图4所示，本发明中瞬时停止并延时后恢复原状态的电气原理方框图。图中所述的综掘机电控箱是指煤矿井下开排巷用来开掘煤矿巷道的综合掘进机械上的隔爆电气控制箱，所述的本质安全型多功能控制器是安装在上述电控箱内的一个插件部件，由它来完成综掘机上的第二运输胶带机与掘进巷内的胶带运输机的同步停止并延时1-3秒后自动恢复原状待机状态的联镇任务的。

本控制器的交流工作电压36V是由电控箱的本安配电变压器KB的次级交流36V的电源端供给的，多功能控制器的电源电路得电后可输出脉冲电压，经控制器的插座A1脚——控制电缆芯线1——检波二极管D0——前极胶带运输机开关的常闭动触头接线柱13——常闭静触头接线柱14——控制电缆芯线2与控制器外壳的插座脚B1相接。当外部前级胶带运输机开关停止时，开关内的常闭动触头13与常闭静触头14闭合组成脉冲闭合回路，此时主控电路内的固体继电器J1得电，J1的常天动合触头B8与常开静触头A8闭合，此时直流(+)12V电源A2脚经连接线——固体继电器J1的常天静触头接线柱A8——J1的常开动触头接线柱B8脚连接导线与多功能控制器的处时电路接线脚A4脚相接，向延时控制电路内的电解电容C3充电，辅控电路中的三极管基极得电，发射极与集电极导通，固体继电器J2得电，电解电容C3充电的开始就是固体继电器J2吸力线圈得电的开始也是固体继电器J2的常开动合触头B6与常开动合静触头A6闭合的开始，充电结束就是固体继电器J2的常开动合触头B6与动合静触头A6闭合的结束，从闭合到结束的时间就是它的延时时间(延时时间的多少是由电容器的容量大小决定的根据需要而定)当固体继电器J2的常开动合触头B6与常开动合静触头A6闭合的同时，配套设备中间继电器ZJ也同时得电吸合，中间继电器的常闭触头ZJ2同时动断，由于中间继电器ZJ的常闭触头ZJ2是串接在综掘机第二运输胶带机的停止电路与停止按钮中间的，所以中间继电器ZJ的常闭触头ZJ2的动断就等于按下了综掘机第二运输胶带机的停止按钮而瞬间停止了第二胶带运输机的运输，中间继电器ZJ的常闭触头ZJ2动断的同时，中间继电器常开触头ZJ1也同时闭合，综掘机车上的专用电铃得电同时发出了响声(提示综掘机司机巷内的胶带运输机和本机的二运胶带运输机已停止)司机听到铃响后瞬间完成二运停止后的应做动作。1到3秒后电解电容C3充电结束，辅控中的固体继电器J2的常开动合触头B6与动合静触头A6断开恢复原状，此时配套设备中间继电器ZJ失电停止，中间继电器的常闭触头ZJ2恢复原状闭合，中间继电器常开动合触头恢复继开状态，电铃停止响声，综掘机的第二运输胶带机处于待机状态，综掘机的掘进和扩帮工作照常不备，当掘进巷的胶带运输机前级开关再次起动运行时，本开关的动合触头13与动断静触头14断开和动合静触头12闭合，此时切断了主控制电路B1脚的脉冲触发电流的回路，主控电路中的固体继电器J1失电，固体继电器J1的动合触头B8失磁与固体继电器J1的动合静触头A8断开，和J1的动断静触头B7闭合，当主控制电路中的固体继电器J1的动断静触头B7与辅助控制电咱中的B2脚相接后，延时控制电路中的电解电容C3通过插座B2脚和限流电阻R7进行放电，给延时电路的电解电容C3的再次充电创造了良好的条件。如煤矿井下的掘进巷内的胶带运输机与综掘机的第二胶带运输机的联锁关系，就可以通过这种方式来联锁解决，可杜绝胶带运输机出现的堆煤事故发生所因起的胶带跑偏、胶带损边、撕带等事故的发生，这样将会给生产带来很大的效益。

水导控制工作原理：

图5所示，本发明中水导控制的电气原理方框图。这是一个由隔爆外壳内装有多功能控制器的水导控制电路原理，既有通过水来导通，触发控制电流，使水泵自动抽水，也能用按钮在远方起动或停止开关作用下的其它设备，可构成一个多功能开关；当水位上升到上水位线时，水泵将自动抽水运转，当水位下降到下水位线时水泵便自动停止抽水，无需浮球开关或液位开关水位精度可达百分之百，供水与排水都使用。

如图5所述安装在隔爆开关壳内的多功能控制器的水导控制方框图，本控制器的交流36V电源是由开关内的控制变压器的二次侧36V的电源端提供的，正向12V的直流源由电源电路的插座A2脚经连接导线与开关接线箱的控制线接线柱K3相接——控制电缆(直流电源线)进入水仓的下水位线以下，水导控制触发回路由控制器外壳的插座A5脚引出与开关接线箱的K1相接——经起动控制电缆进水仓的被控上水位线以上，自保控制线由控制器外壳的插座A5脚与主接触器的辅助常开触头KM2的一端相接，常开触头KM2的另一端与开关接线箱的控制接线柱K2相接，经控制电缆自保线进入水巷中的下水位线的上端，当水位上升到上水位线时，直流控制电流由控制器插座A2脚——控制线接线柱K3——电源控制电缆——水仓被控的下水位线以下——经水与上水位线的起动控制电缆导通——开关接线箱K1接线柱——连接导线——控制触发回路A5脚，此时辅助控制电路的固体继电器J2电，固体继电器的常开动触头J23与常开静触头J22动合，交流36V电压经固体继电器插座B6脚A6脚经连接导线与开关内的中间继电器电磁线圈ZJ的一端导通，中间继电器ZJ得电，中间继电器ZJ的常开触头ZJ1闭合，KM主接触器线圈得电，KM主接器主动合触头吸合主接触器KM辅助常开动合触头KM2同时吸合并自保，水泵电机得电，水泵开始起动运转抽水。当水位下降到开关的自保控制线以下时，由于水位脱离A5自保线而中断控制电流，继电器J2失电，动触头J23与J22静触头断开，水泵将自动停止，水位逐渐再次上升到A5控制线时水泵将自动再次抽水开始达到无人操作的自动抽水功能。

信号反馈指示电路工作原理：

当起动器装上本质安全型多功能控制器后，该本质安全型多功能控制器的脉冲电源正极A1通过起动器的控制线接线柱直接用控制电缆引到地面控制台与发光二极管正极相接，发光二极管的负极与停止按钮相接，控制器的A7脚是指示灯发光二极管的专用电源负极，与起动器内的主接触器的常开动合触头一端相接，常开动合触头的另一端与起动器的接线箱里的负极控制接线柱相接，通过控制电缆引到地面控制台与发光二极管指示灯的负极相接。当起动运行时，地面控制台的绿色发光二极管指示灯发亮，停止运转时红色发光二极管发亮，指示其是否工作。

该本质安全型多功能控制器是一个接插件，在隔爆式真空电磁起动器内装上了它，可组成多功能的本质安全型远程控制电磁起动器。在馈电开关内装上了它就可构成一个远程控制和自复位的馈电开关。

Claims (4)

1.本质安全型多功能控制器，包括有机玻璃外壳，外壳内所装的本质安全型多功能控制器的电路板，其特征在于：该本质安全型多功能控制器的电路包含直流与脉冲电源电路、脉冲主控制电路、辅助控制电路、延时电路、直流水导电路、及用于实现该多功能控制器的内部输入和输出线连接，实现该控制器的多功能控制用途连接外部控制元器件的插头与插座；所述的插头与插座安装在外壳上；其中：

(1)、直流与脉冲电源电路

由外部交流36V电压的一端与控制器插座的A3脚一端相接，插座A3脚的另一端与插头A3脚相插，插头A3脚的另一端经印刷线路板A3脚与熔断器FU的一端相接，熔断器FU的另一端与变压器一次线包的一端相接；外部交流36V的另一线与控制器插座的B3脚相接，B3脚的另一端与插头B3脚相插，插头B3脚的另一端经印刷线路板的B3脚与本安电变压器KB一次侧的另一线相接，完成了外部36V的交流电的输入；

本安电变压器KB次级的输出交流电源，输出两端a、b电压为15V，输出端a与整流桥的一端相接，输出端b与整流桥ZL的另一端和线路板上的A1脚输出线相接，整流桥ZL是给该多功能控制器提供直流电源，电压为DC12～13V，同时由本安变压器的次级15V交流电源的输出端b经远方控制线的终端与检波二极管D0的正极相接，检出了正向6.5V的脉冲电压，输出a端经整流桥ZL的负极端输出脉冲负极组成正向脉冲电源，正向脉冲电源是给主辅控制电路提供脉冲工作的电源；

(2)、脉冲主控制电路

脉冲主控制电路含有金属电阻R1，碳膜电阻R2，发光二极管D1，续流电容C1，三极管V1，固体继电器J1，限流电阻R3、R4、R5，三极管V1的保护二极管D3、D4，脉冲电源输出线A1，插头A1脚，插座A1脚，脉冲电源输入线B1，插头B1脚，插座B1脚，固体继电器J1的动断静触头J11，动合静触头J12，动触头J13，插头B7、B8、A8脚、插座B7、B8、A8脚，

所述的主限流金属电阻R1的一端与整流后的直流电源负极端串接，另一端与限流后的负极端相接；整流后的直流电源的正极端与发光二极管D1的正极端相接，发光二极管D1的负极与碳膜电阻R2的一端相接，电阻R2的另一端与直流电源的负极相接，构成电源指示回路；三极管V1的发射极与电源的负极相接，集电极与固体继电器J1的磁力线圈的一端相接，磁力线圈的另一端与直流电源的正极相接；三极管V1的基极与限流电阻R3的一端相接，限流电阻R3的另一端与续流电容C1正极端相接，续流电容C1的负极与电源的负极相接，限流电阻R4的一端与电阻R3和电容C1的接点相接，限流电阻R4的另一端与线路板B1、插头B1脚、插座的B1脚串接；限流电阻R5的一端与三极管V1的集电极和继电器J1的接点相接，另一端与发光二极管D2的负端相接，发光二极管D2的正端与电源的正端相接；保护二极管D3、D4的正极端与三极管V1的集电极与固体继电器J1线圈的接点相接，保护二极管D3、D4的负极端与电源的正极相接；固体继电器J1的动触头J13的一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接，固体继电器J1动触头J13的另一端与常闭点静触头J11相接触，固体继电器J1静触头J11的另一端与线路板B7、插头B7、插座的B7脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的一端与线路板的A8、插头A8脚和插座的A8脚相串接，固体继电器J1的常开动合静触头J12的另一端与动触头J13相接触；动触头J13的另一端与线路板的引出线B8、插头B8脚、插座的B8脚相串接组成；

(3)、辅助控制电路

辅助控制电路含有三极管V2，固体继电器J2，三极管基极限流电阻R6、R7，三极管V2的保护二极管D6、D7，固体继电器J2的常闭静触头J21，常开静触头J22和动触头J23线路板B5、B6、A6；插头、B5、B6、A6脚，插座B5、B6、A6脚；

所述的三极管V2的发射极与直流电源负极相接，集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的磁力线圈的另一端与12V直流电源的正极相接；三极管V2的基极与限流电阻R6的一端相接，限流电阻R6的另一端与续流电容C2的正极端相接，续流电容C2的负极与直流12V电源的负极相接，限流电阻R7的一端与电容C2和电阻R6的接点相接，限流电阻R7的另一端与线路板的B2、插头B2脚，插座B2脚相串接；三极管V2的保护二极管D6、D7的正极端分别与三级管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端的接点相接，二极管D6、D7的负极端分别与电源的正极端相接；固体继电器J2的动触头J23的一端与固体继电器J2的常闭静触头J21接触，动触头J23的另一端与线路板B6插头B6脚、插座B6脚相串接，固体继电器J2的常闭静触头J21的另一端与线路板B5，插头B5脚、插座B5脚相串接；固体继电器J2的常开静触头J22的一端与动触头J23的动触头相动合接触，常开静触头J22的另一端与线路板A6，插头A6脚、插座A6脚相串接；直流源正极与反流入二级管D5正极相接，D5的负极与线路板A2，插头A2脚、插座A2脚串接组成；

(4)、延时控制电路

延时控制电路含辅助控制回路和充电电容C3组成；

所述的电容C3的负极端与三极管V2的基极限流电阻R6和R7的接点相接，电容C3的正极端与线路板的A4脚、插头A4脚、插座A4脚串接；将直流源的A2脚与主控制回路中的固体继电器J1插座A8脚相接，延时控制回路的插座A4脚与固体继电器J1的B8脚相接，辅助控制回路的插座B2脚与主控制回路中的固体继电器J1的插座B7脚相接；

(5)、水导控制电路

水导控制电路含12V直流电源的正极线路板A2，插头A2脚、插座A2脚、插头A5脚、插座A5脚、限流电阻R8、三极管V2、固体继电器J2的常闭静触头J21、常开静触头J22，动触头J23，线路板B5、B6、A6，插头B5、B6、A6脚、插座B5、B6、A6脚组成；

插座A2脚的12V直流正极电源经控制电缆插入水仓内的水中，经水与插入水仓中的三极管V2的基极触发回路控制电缆的一端导通，触发回路控制电缆的另一端与插座的A5脚相接；插座A5脚的另一端与插头A5脚相插，插头A5脚的另一端与线路板的A5相接，线路板A5与限流电阻R8的一端相接，限流电阻R8的另一端与三极管V2的基极相接；三极管V2的发射极与12V直流电的负极相接，三极管V2的集电极与固体继电器J2的磁力线圈的一端相接，固体继电器J2的线圈另一端与12V电源的正极相接，保护二极管D6、D7的正极端与三极管V2的集电极和固体继电器J2的磁力线圈的接点相接，保护二极管D6、D7的负极端与固体继电器J2线圈和电源正极的接点相接。

2.根据权利要求1所述的本质安全型多功能控制器，其特征在于：所述的插头与插座是一个插接的部件，插头与插座的形式是双列型，有A1-A8脚和B1-B8脚，并通过改变所述的插头与插座的插脚A1-A8脚和B1-B8脚的接法，实现如下控制功能：脉冲主控制、辅助控制、延时控制、水导控制及超远距离的控制。

3.根据权利要求1所述的本质安全型多功能控制器，其特征在于：还包括信号反馈指示电路，所述的信号反馈指示电路含有限流电阻R9，限流电阻R9的一端与直流电源负极相接，另一端与插座A7脚相接，并为给集中控制台的发光二极管指示灯提供负极电，发光二极管的正极电源由插座A1脚提供。

4.根据权利要求1所述的本质安全型多功能控制器，其特征在于：还包括接地保护电路，在所述的本安变压器KB的外壳焊接一根导线并将引出导线的另一端与接插件的插座引出线端的B4脚相接，作为保护接地极。

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