CN105119236A - 矿用本质安全型先导控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明矿用本质安全型先导控制电路；解决的技术问题为：提供一种具有防断线功能、可实现电气隔离与信号传输要求的矿用本质安全型先导控制电路；采用的技术方案为：矿用本质安全型先导控制电路，包括电压比较器V1，所述电压比较器V1的同相输入端并接电阻R6的一端和电阻R5的一端后与光电耦合器U1的集电极相连，所述光电耦合器U1的正极并接电阻R4的一端、电容C2的一端和电容C1的一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端依次串接电阻R2、电阻R1、远合开关K2和远停开关K1后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与9V交流电源的第一输入端相连；本发明适用于控制电路。
Description
技术领域
本发明矿用本质安全型先导控制电路，属于先导控制电路的技术领域。
背景技术
煤矿井下的安全生产一直是我国的一项基本国策，是保护劳动者安全健康和发展生产力的重要工作，由于煤矿井下的环境恶劣，为了保障安全，不得不按照危险区的情况，把整套仪器系统分割成许多独立的隔离电路，将测量传感器置于危险区，而仪器中的大多数电子线路则安置在安全区的控制室内，在安全区与非安全区的联接处使用隔离设备，实现电气隔离与信号传输要求。
所谓电气隔离，就是将电源与用电回路作电气上的隔离，即将用电的分支电路与整个电气系统隔离，使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统，以防止裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险，就是使两个电路之间没有电气上的直接联系即两个电路之间是相互绝缘的，同时还要保证两个电路维持能量传输的关系，一般而言，电气隔离方法分为电磁隔离和光电隔离两种方式。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种具有防断线功能、可实现电气隔离与信号传输要求的矿用本质安全型先导控制电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：矿用本质安全型先导控制电路，包括电压比较器V1，所述电压比较器V1的同相输入端并接电阻R6的一端和电阻R5的一端后与光电耦合器U1的集电极相连，所述光电耦合器U1的正极并接电阻R4的一端、电容C2的一端和电容C1的一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端依次串接电阻R2、电阻R1、远合开关K2和远停开关K1后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与9V交流电源的第一输入端相连，所述接触器KM1的常开触点KM1.1并接在远合开关K2的两端，所述9V交流电源的第二输入端并接电容C1的另一端、电容C2的另一端和电阻R4的另一端后与光电耦合器U1的负极相连，所述光电耦合器U1的发射极与电阻R7的一端相连；
所述电压比较器V1的反相输入端与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端并接电阻R10的一端后与电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端并接电阻R5的另一端、二极管D2的负极、继电器KJ1的线圈KJ1.1的一端、电容C4的一端、电容C3的一端和电压比较器V1的电源正极后与稳压器W1的输出端相连，所述二极管D2的正极并接继电器KJ1的线圈KJ1.1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极并接电阻R6的另一端后与电压比较器V1的输出端相连；
所述稳压器W1的输入端并接电容C6的一端、电容C5的一端和电阻R8的一端后与整流桥DB1的输出正端相连，所述整流桥DB1的输出负端并接发光二极管D4的负极、电容C5的另一端、电容C6的另一端、稳压器W1的接地端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电阻R7的另一端和电容R10的另一端后与电压比较器V1的电源负极相连，所述电阻R8的另一端与发光二极管D4的正极相连，所述整流桥DB1的输入端与16V交流电源相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2串接在先导电路的两个输出端子之间。
所述光电耦合器U1的型号为PC817，所述稳压器W1的型号为W7812，所述电压比较器V1的型号为LM393。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明矿用本质安全型先导控制电路中的外部接线（包括起动线、信号线）逐渐朝着本质安全型的方向设计，本质安全型电路在各种恶劣故障情况都无法引燃瓦斯气体，这就间接的提高了电气设备的使用安全性，运用型号为PC817的光电耦合器U1，实现电气隔离与信号传输要求，这种隔离方式线路简单、适用性广，可用于模拟信号控制也可用于数字信号控制，可是输入为本安输出为非本安电路，也可是输入为非本安输出为本安电路，整个电路抗干扰能力强、工作稳定、使用寿命长，成本低、信号单向输出，输出信号对输入端无影响；本发明中，二极管D1具有防断线功能，并且二极管D1在启动过程中可保证单向导通，防止接线端子φ8和接线端子φ9断线时短接引起误启动，进一步提高了安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，矿用本质安全型先导控制电路，其特征在于：包括电压比较器V1，所述电压比较器V1的同相输入端并接电阻R6的一端和电阻R5的一端后与光电耦合器U1的集电极相连，所述光电耦合器U1的正极并接电阻R4的一端、电容C2的一端和电容C1的一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端依次串接电阻R2、电阻R1、远合开关K2和远停开关K1后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与9V交流电源的第一输入端相连，二极管D1具有防断线功能，并且二极管D1在启动过程中可保证单向导通，防止φ8和φ9断线时短接引起误启动，所述接触器KM1的常开触点KM1.1并接在远合开关K2的两端，所述9V交流电源的第二输入端并接电容C1的另一端、电容C2的另一端和电阻R4的另一端后与光电耦合器U1的负极相连，所述光电耦合器U1的发射极与电阻R7的一端相连；
所述电压比较器V1的反相输入端与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端并接电阻R10的一端后与电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端并接电阻R5的另一端、二极管D2的负极、继电器KJ1的线圈KJ1.1的一端、电容C4的一端、电容C3的一端和电压比较器V1的电源正极后与稳压器W1的输出端相连，所述二极管D2的正极并接继电器KJ1的线圈KJ1.1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极并接电阻R6的另一端后与电压比较器V1的输出端相连；
所述稳压器W1的输入端并接电容C6的一端、电容C5的一端和电阻R8的一端后与整流桥DB1的输出正端相连，所述整流桥DB1的输出负端并接发光二极管D4的负极、电容C5的另一端、电容C6的另一端、稳压器W1的接地端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电阻R7的另一端和电容R10的另一端后与电压比较器V1的电源负极相连，所述电阻R8的另一端与发光二极管D4的正极相连，所述整流桥DB1的输入端与16V交流电源相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2串接在先导电路的两个输出端子之间，所述光电耦合器U1的型号为PC817，所述稳压器W1的型号为W7812，所述电压比较器V1的型号为LM393。
运用光电耦合器U1实现光电控制传输信号，光电耦合器U1由发光二极管和光电三极管组成，发光二极管具有稳定的光输出，光电三极管接收发光二极管输出的信号，电路能够稳定可靠的将初始侧的电信号转化为光信号，再将光信号转换为另一侧的电信号，实现两侧的电气隔离，如此输入输出是以光信号进行控制，没有直接的电气联系，可以可靠的将本安电路与非本安电路隔离开。
在此电路中，按下远控启动按钮，光电耦合器U1中的光电三极管接收发光二极管输出的信号，光电耦合器U1导通，电压比较器V1的同相输入端和反相输入端进行比较，当电压比较器V1的同相输入端的电压大于电压比较器V1的反相输入端的电压时，继电器KJ1的常开触点KJ1.2状态保持不变，先导回路没有导通；当电压比较器V1输出低电平，继电器KJ1的常开触点KJ1.2闭合，先导回路导通。
本发明的矿用本质安全型先导控制电路，通过光电耦合器U1实现电气隔离与信号传输要求，二极管D1具有防断线功能，防止由于断线后短路引起的误启动，控制电路内部和引出线不论是在正常工作还是在故障状态下都是安全的，所产生的电火花不会点燃周围环境中的爆炸性混合物，当前井下的电气开关类产品的外部接线（包括起动线、信号线）逐渐朝着本质安全型的方向设计，本质安全型电路在各种恶劣故障情况都无法引燃瓦斯气体，这就间接的提高了电气设备的使用安全性，数字信号再进一步增加防断线设计，就更进一步避免了设备控制线在意外损坏断线且意外短路的情况下误动作，则更进一步提高了安全性，保障了供电电路的正常运行。
综上，本发明具有实质性特点和进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.矿用本质安全型先导控制电路，其特征在于：包括电压比较器V1，所述电压比较器V1的同相输入端并接电阻R6的一端和电阻R5的一端后与光电耦合器U1的集电极相连，所述光电耦合器U1的正极并接电阻R4的一端、电容C2的一端和电容C1的一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端依次串接电阻R2、电阻R1、远合开关K2和远停开关K1后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与9V交流电源的第一输入端相连，所述接触器KM1的常开触点KM1.1并接在远合开关K2的两端，所述9V交流电源的第二输入端并接电容C1的另一端、电容C2的另一端和电阻R4的另一端后与光电耦合器U1的负极相连，所述光电耦合器U1的发射极与电阻R7的一端相连；
所述电压比较器V1的反相输入端与电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端并接电阻R10的一端后与电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端并接电阻R5的另一端、二极管D2的负极、继电器KJ1的线圈KJ1.1的一端、电容C4的一端、电容C3的一端和电压比较器V1的电源正极后与稳压器W1的输出端相连，所述二极管D2的正极并接继电器KJ1的线圈KJ1.1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极并接电阻R6的另一端后与电压比较器V1的输出端相连；
所述稳压器W1的输入端并接电容C6的一端、电容C5的一端和电阻R8的一端后与整流桥DB1的输出正端相连，所述整流桥DB1的输出负端并接发光二极管D4的负极、电容C5的另一端、电容C6的另一端、稳压器W1的接地端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电阻R7的另一端和电容R10的另一端后与电压比较器V1的电源负极相连，所述电阻R8的另一端与发光二极管D4的正极相连，所述整流桥DB1的输入端与16V交流电源相连，所述继电器KJ1的常开触点KJ1.2串接在先导电路的两个输出端子之间。
2.根据权利要求1所述的矿用本质安全型先导控制电路，其特征在于：所述光电耦合器U1的型号为PC817。
3.根据权利要求1所述的矿用本质安全型先导控制电路，其特征在于：所述稳压器W1的型号为W7812。
4.根据权利要求1所述的矿用本质安全型先导控制电路，其特征在于：所述电压比较器V1的型号为LM393。
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