CN102968088A - 一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机。所述计算机包括：隔爆外壳A、电源模块B、接口板C、工控主机D、显示屏E、本安键盘F和PLC控制模块G。工控主机对本安键盘输入的待处理信息处理得到特征值信息，显示屏显示特征值信息，接口板将工控主机输出的信息电气隔离后传输至本安键盘。所述具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机的外壳采用隔爆型，信号接口采用隔爆兼本安隔离技术，提高了安全等级，克服了普通硬盘抗震较差的缺点；485信号零延时，USB信号传输距离长达30m，便于进行各类控制。PLC控制模块，可以通过传感器对各类参数进行监控及控制。

Description

一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机

技术领域

本发明涉及一种计算机，尤其是一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机。 

背景技术

现有的矿用工业控制计算机，采用隔爆型技术，在设备发生故障导致设备内部的瓦斯气体发生爆炸时，能通过设备的金属隔爆腔体，将爆炸限制在隔爆腔体内，防止爆炸火焰从隔爆腔体内传出而引起巷道内可燃气体爆炸，符合《煤矿安全规程》的要求。但隔爆型技术仅通过外壳和添加物把爆炸物质与危险能源隔离，而没有保护内部电路的安全。此外，现有的矿用工业控制计算机无法直接对传感器等信号进行监控，应用具有一定的局限性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机。 

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案： 

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型工业控制计算机，包括隔爆外壳、电源模块、接口板、工控主机、显示屏、PLC控制模块和本安键盘。其中，电源模块、接口板、工控主机、显示屏、PLC控制模块在隔爆外壳内。电源模块与接口板之间用电源线连接；接口板通过电源线分别与显示屏、PLC控制模块相连，通过电源线和信号线与工控主机相连，通过电源线和信号线与本安键盘相连；工控主机通过信号线分别与显示屏、PLC控制模块相连。电源模块向接口板供电；接口板经过电路转换，分别向工控主机、显示屏、PLC控制模块和本安键盘供电；操作人员通过本安键盘录入数据和信息，本安键盘将需要处理的数据和信息传输到工控主机；工控主机将处理好的信息转换成字符、图形和颜色等信息通过显示屏进行显示；接口板将工控主机输出的音频信号、USB信号、485信号、网络信号进行电气隔离，隔离后的音频信号、USB信号输出到本安键盘，隔离后的485信号、网络信号，通过线缆与其他设 备进行连接。PLC控制模块G对外接传感器等传输过来的信号进行监测，将监测数据传输到工控主机D，操作人员可以对各关键数据进行监控；操作人员根据需要通过工控机D将控制命令传输到PLC控制模块，由PLC控制模块对相关设备进行控制。 

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：外壳采用隔爆型，信号接口采用隔爆兼本安隔离技术，提高了安全等级；克服了普通硬盘抗震较差的缺点；485信号零延时，USB信号传输距离长达30m，便于进行各类控制；采用PLC控制模块，可以通过传感器对各类参数进行监控及控制。 

附图说明

图1是具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机的示意图。图中标号说明：A为隔爆外壳，B为电源模块，C为接口板，D为工控主机，E为显示屏，F为本安键盘，G为PLC控制模块，1为电源转换模块，2为信号本安化模块。 

图2是485信号本安化模块示意图。 

图3是网络信号本安化模块示意图。 

图4是USB信号本安化模块示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明： 

如图1所示的具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机，包括隔爆外壳A、电源模块B、接口板C、工控主机D、显示屏E、本安键盘F、PLC控制模块G七部分。电源模块B、接口板C、工控主机D、显示屏E和PLC控制模块G在隔爆外壳A内。接口板C包括电源转换模块1和信号本安化模块2。 

隔爆外壳A能承受设备内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并阻止内部爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。隔爆外壳采用长方形外形钢板构成，防爆结构和性能符合GB3836.1-2000、GB3836.2-2000、GB3836.4-2000的规定。 

电源模块B的输出端与电源转换模块1的输入端连接，工控主机D、显示屏E、本安键盘F、信号本安化模块2的电源接口分别与电源转换模块1的输出端连接，本安键盘F、工控主机D的数据接口分别与信号本安化模块2的数据接口连接，显示屏E与工控主机D连接。电源模块B主要用于矿用隔爆兼本安型工业控制计算机的内部供电。电源模块B向接口板C供电，电源经接口板C转换，分别向工控主机D、显示屏E、本安键盘F供电。 

信号本安化模块C包括：485信号本安化模块、网络信号本安化模块、USB信号本安化模块。 

485信号本安化模块主要用于将工控主机D的输出信号进行电气隔离，达到输出本安信号的目的。如图2所示485信号本安化模块包括：485信号收发器MAX485、光耦6N137、保护电路，485信号收发器是信号输入端接485信号，光耦、保护电路分别与485信号收发器连接。信号本安处理模块将485信号经芯片MAX485转换为TTL数字电平信号，通过高速光耦6N137进行隔离后，再次经过芯片MAX485的转换，经保护电路输出本安485信号，由于隔离电路为纯硬件电路，保证了输出的485信号零延时。 

网络信号本安化模块如图3所示，将网络信号通过网络变压器11FB-05NL进行电气隔离后输出本安网络信号。 

USB信号本安化模块如图4所示，包括依次连接的USB数字隔离器ADUM4160、USB延长芯片UIC4102。USB信号通过隔离芯片ADUM4160进行电气隔离后，利用USB延长器芯片UIC4102，增强隔离后的USB信号的抗干扰性，输出传输距离可达30m的本安USB信号。 

工控主机D主要用于完成数据的组织、加工、检索及其运算、存储和传输，并进行指令控制、数据处理、数据存储和数据传输。工控主机D由地面成熟的工控机组成，其中的硬盘采用抗震性能较好的固态硬盘，有效地提高了数据存储的安全性。 

显示屏E主要用于将工控主机D将处理好的信息转换成字符、图形和颜色等信息进行显示。它选用分辨率为1024*768的工业级宽温彩色T FT液晶屏，色彩鲜艳，显示清晰，功耗低，抗干扰能力强。 

本安键盘F主要用于将需要处理的数据和信息传输到工控主机D。本安键盘内含球型鼠标，具有USB接口、MIC接口、AUDIO接口，能够进行数据录入、语音通话等。 

PLC控制模块G主要用于对外接传感器等传输过来的信号进行监测，将监测数据传输到工控主机D，操作人员可以对各关键数据进行监控；操作人员可以根据需要通过工控机D将控制命令传输到PLC控制模块，由PLC控制模块对相关设备进行控制。 

电源模块B向接口板C供电，接口板C分别向工控主机D、显示屏E、本安键盘F、PLC控制模块G供电。本安键盘F将需要处理的数据和信息传输到工 控主机D；工控主机D将处理好的信息转换成字符、图形和颜色等信息通过显示屏E进行显示；接口板C将工控主机D输出的音频信号、USB信号、开关信号、485信号、网络信号进行电气隔离，隔离后的音频信号、USB信号、开关信号输出到本安键盘F，隔离后的485信号、网络信号，通过线缆与其他设备进行连接；外接传感器等传输过来的信号进入PLC控制模块，监测数据从PLC控制模块传输到工控主机D，操作人员可以对各关键数据进行监控；操作人员可以根据需要通过工控机D将控制命令传输到PLC控制模块，由PLC控制模块对相关设备进行控制，实现各关键参数的监控。此外，所述矿用本安型计算机还采用了固态硬盘的方式进行数据存储，克服了普通硬盘抗震较差的缺点。此具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机可以应用于胶带机监控集控、井下多路视频浏览、水泵控制、随钻测量等系统，现场运行稳定可靠。 

Claims (3)

1.一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机，其特征在于包括：隔爆外壳、电源模块、接口板、工控主机、显示屏、PLC控制模块和本安键盘，所述电源模块、接口板、工控主机、显示屏、PLC控制模块都封装在隔爆外壳内；

其中：所述接口板包括电源转换模块和信号本安化模块，电源模块的输出端与电源转换模块的输入端连接，工控主机、显示屏、PLC控制模块、本安键盘、信号本安化模块的电源接口分别与电源转换模块的输出端连接，所述本安键盘、工控主机的数据接口分别与信号本安化模块的数据接口连接，所述显示屏、PLC控制模块分别与工控主机连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机，其特征在于所述信号本安化模块包括：485信号本安化模块、网络信号本安化模块、USB信号本安化模块；其中：

所述485信号本安化模块包括：485信号收发器、光耦、保护电路，485信号收发器是信号输入端接485信号，光耦、保护电路分别与485信号收发器连接；

所述网络信号本安化模块为网络变压器，所述网络变压器的一次侧接网络信号，网络变压器二次侧输出本安化的网络信号；

所述USB信号本安化模块包括依次连接的USB数字隔离器、USB延长芯片。

3.根据权利要求1所述的一种具有控制功能的矿用隔爆兼本安型计算机，其特征在于所述PLC控制模块可以对传感器参数进行监控及控制。

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