CN111308928B - 矿用三余度监测电路 - Google Patents
矿用三余度监测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111308928B CN111308928B CN202010083752.4A CN202010083752A CN111308928B CN 111308928 B CN111308928 B CN 111308928B CN 202010083752 A CN202010083752 A CN 202010083752A CN 111308928 B CN111308928 B CN 111308928B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pin
- resistor
- chip
- comparator
- triode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0423—Input/output
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/24—Pc safety
- G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
一种矿用三余度监测电路，包括余度采集电路、仲裁处理电路、核心处理电路，其特征在于，所述余度采集电路、核心处理电路均与所述仲裁处理电路电连接，所述余度采集电路对三组余度进行采集，经过仲裁处理电路中的比较器U2对余度进行三次前置预判，最终通过核心处理电路中的芯片U6对预判结果进行最终判断，确定余度是否有异常。其有益效果是：采用冗余电路设计，能够增加接收电路信号有效性，同时电路有了备份，也同时能够对当前工作状态进行监控，做到故障排查精确定位，设备维护有的放矢，减少了维护难度，减少设备停机时间，增加设备设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及监控电路领域，特别是一种矿用三余度监测电路。
背景技术
煤矿属于高风险系数行业，对设备可靠性有较高的要求，因为行业原因，矿用数字信号接收电路较常规电路复杂，元器件多，电路复杂，因此故障点与故障概率也比常规电路高，一旦出现故障就会影响矿井生产，为了保证矿井安全生产，不得不按计划增加电路更换频率。无形中增加矿井设备维护成本，造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种矿用三余度监测电路。具体设计方案为：
一种矿用三余度监测电路，包括余度采集电路、仲裁处理电路、核心处理电路，所述余度采集电路、核心处理电路均与所述仲裁处理电路电连接，所述余度采集电路对三组余度进行采集，经过仲裁处理电路中的比较器U2对余度进行三次前置预判，最终通过核心处理电路中的芯片U6对预判结果进行最终判断，确定余度是否有异常。
所述采集电路中，
余度信号1与非门电路U3的输入端接入；
非门电路U3的的输出端接电阻R3的一脚、电阻R7的一脚；
电阻R3的另一脚接三极管Q1的基极；
电阻R7的另一脚接三极管Q4的基极；
余度信号2与非门电路U4的输入端接入；
非门电路U4的的输出端接电阻R4的一脚、电阻R8的一脚；
电阻R4的另一脚接三极管Q2的基极；
电阻R8的另一脚接三极管Q5的基极；
余度信号3与非门电路U5的输入端接入；
非门电路U5的的输出端接电阻R5的一脚、电阻R9的一脚；
电阻R5的另一脚接三极管Q3的基极；
电阻R9的另一脚接三极管Q6的基极；
三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极接参考地；
三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极接电阻R1的一脚、仲裁处理电路；
电阻R1的另一脚接仲裁处理电路、VCC电源；
三极管Q4的集电极、三极管Q5的集电极、三极管Q6的集电极接VCC电源；
三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极接电阻R10的一脚、仲裁处理电路；
电阻R10的另一脚接参考地、仲裁处理电路。
所述仲裁处理电路中，
比较器U2的9脚接参考地；
比较器U2的11脚接VCC电源；
比较器U2的10脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的10脚接三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极；
比较器U2的8脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的8脚接三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极；
比较器U2的13脚接比较器U2的6脚；
比较器U2的14脚接比较器U2的7脚；
比较器的1脚与芯片U6连接。
比较器U2的型号为LM339，
比较器U2的1脚为OUTPUT2脚；
比较器U2的3脚为V+脚；
比较器U2的6脚为INPUT2-脚；
比较器U2的7脚为INPUT2+脚；
比较器U2的8脚为INPUT3-脚；
比较器U2的9脚为INPUT3+脚；
比较器U2的10脚为INPUT4-脚；
比较器U2的11脚为INPUT4+脚；
比较器U2的12脚为GND脚。
所述仲裁处理电路与核心处理电路之间通过光耦U1连接，具体的连接结构为：
光耦U1的1脚接VC12+电源；
光耦U1的2脚接电阻R6的一脚；
电阻R6的另一脚接仲裁处理电路，具体的，电阻R6的另一脚接比较器U2的1脚；
光耦U1的3脚接参考地；
光耦U1的4脚接电阻R2的一脚、核心处理电路；
电阻R2的另一脚接3.3V+电源。
光耦U1的型号为TLP5421。
所述核心处理电路中，
芯片U6的5脚接晶振Y1的一脚、电容C1的一脚；
芯片U6的6脚接晶振Y1的另一脚、电容C2的一脚；
电容C1的另一脚；电容C2的另一脚接参考地；
芯片U6的7脚接电阻R12的一脚、电容C3的一脚；
电阻R12的另一脚接3.3V+电源；
电容C3的另一脚接参考地；
芯片U6的8脚、23脚、35脚、47脚接参考地；
芯片U6的9脚、24脚、36脚、48脚接3.3V+电源；
芯片U6的20脚接电阻R13的一脚；
电阻R13的另一脚接参考地；
芯片U6的31脚接仲裁处理电路，具体的，与所述光耦U1的4脚连接；
芯片U6的44脚接电阻R11的一脚；
电阻R11的另一脚接参考地。
所述芯片U6型号为STM32F103XX_LQFP48，具体的，
芯片U6的5脚为PD0脚；
芯片U6的6脚为PD1脚；
芯片U6的7脚为NRST脚；
芯片U6的8脚为VSSA脚；
芯片U6的9脚为VDDA脚；
芯片U6的20脚为PB2脚；
芯片U6的23脚为VSS_1脚；
芯片U6的24脚为VDD_1脚；
芯片U6的31脚PA10脚；
芯片U6的35脚为VSS_2脚；
芯片U6的36脚为VDD_2脚；
芯片U6的44脚为BOOT0脚
芯片U6的47脚为VSS_3脚；
芯片U6的48脚为VDD_3脚。
通过本发明的上述技术方案得到的矿用三余度监测电路，其有益效果是：
采用冗余电路设计，能够增加接收电路信号有效性，同时电路有了备份，也同时能够对当前工作状态进行监控，做到故障排查精确定位，设备维护有的放矢，减少了维护难度，减少设备停机时间，增加设备设备使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述矿用三余度监测电路的电路原理框图；
图2是本发明所述采集电路与仲裁处理电路连接的电路原理图；
图3是本发明所述核心处理电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
一种矿用三余度监测电路，包括余度采集电路、仲裁处理电路、核心处理电路，所述余度采集电路、核心处理电路均与所述仲裁处理电路电连接，所述余度采集电路对三组余度进行采集，经过仲裁处理电路中的比较器U2对余度进行三次前置预判，最终通过核心处理电路中的芯片U6对预判结果进行最终判断，确定余度是否有异常。
所述采集电路中，
余度信号1与非门电路U3的输入端接入；
非门电路U3的的输出端接电阻R3的一脚、电阻R7的一脚；
电阻R3的另一脚接三极管Q1的基极；
电阻R7的另一脚接三极管Q4的基极；
余度信号2与非门电路U4的输入端接入；
非门电路U4的的输出端接电阻R4的一脚、电阻R8的一脚；
电阻R4的另一脚接三极管Q2的基极；
电阻R8的另一脚接三极管Q5的基极；
余度信号3与非门电路U5的输入端接入；
非门电路U5的的输出端接电阻R5的一脚、电阻R9的一脚；
电阻R5的另一脚接三极管Q3的基极；
电阻R9的另一脚接三极管Q6的基极；
三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极接参考地；
三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极接电阻R1的一脚、仲裁处理电路；
电阻R1的另一脚接仲裁处理电路、VCC电源；
三极管Q4的集电极、三极管Q5的集电极、三极管Q6的集电极接VCC电源；
三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极接电阻R10的一脚、仲裁处理电路；
电阻R10的另一脚接参考地、仲裁处理电路。
所述仲裁处理电路中，
比较器U2的9脚接参考地；
比较器U2的11脚接VCC电源；
比较器U2的10脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的10脚接三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极；
比较器U2的8脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的8脚接三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极；
比较器U2的13脚接比较器U2的6脚；
比较器U2的14脚接比较器U2的7脚；
比较器的1脚与芯片U6连接。
比较器U2的型号为LM339，
比较器U2的1脚为OUTPUT2脚；
比较器U2的3脚为V+脚；
比较器U2的6脚为INPUT2-脚；
比较器U2的7脚为INPUT2+脚；
比较器U2的8脚为INPUT3-脚；
比较器U2的9脚为INPUT3+脚；
比较器U2的10脚为INPUT4-脚；
比较器U2的11脚为INPUT4+脚；
比较器U2的12脚为GND脚。
所述仲裁处理电路与核心处理电路之间通过光耦U1连接，具体的连接结构为：
光耦U1的1脚接VC12+电源；
光耦U1的2脚接电阻R6的一脚；
电阻R6的另一脚接仲裁处理电路，具体的，电阻R6的另一脚接比较器U2的1脚；
光耦U1的3脚接参考地；
光耦U1的4脚接电阻R2的一脚、核心处理电路；
电阻R2的另一脚接3.3V+电源。
光耦U1的型号为TLP5421。
所述核心处理电路中，
芯片U6的5脚接晶振Y1的一脚、电容C1的一脚；
芯片U6的6脚接晶振Y1的另一脚、电容C2的一脚；
电容C1的另一脚；电容C2的另一脚接参考地；
芯片U6的7脚接电阻R12的一脚、电容C3的一脚；
电阻R12的另一脚接3.3V+电源；
电容C3的另一脚接参考地；
芯片U6的8脚、23脚、35脚、47脚接参考地；
芯片U6的9脚、24脚、36脚、48脚接3.3V+电源；
芯片U6的20脚接电阻R13的一脚；
电阻R13的另一脚接参考地；
芯片U6的31脚接仲裁处理电路，具体的，与所述光耦U1的4脚连接；
芯片U6的44脚接电阻R11的一脚；
电阻R11的另一脚接参考地。
所述芯片U6型号为STM32F103XX_LQFP48，具体的，
芯片U6的5脚为PD0脚；
芯片U6的6脚为PD1脚；
芯片U6的7脚为NRST脚；
芯片U6的8脚为VSSA脚；
芯片U6的9脚为VDDA脚；
芯片U6的20脚为PB2脚；
芯片U6的23脚为VSS_1脚；
芯片U6的24脚为VDD_1脚；
芯片U6的31脚PA10脚；
芯片U6的35脚为VSS_2脚；
芯片U6的36脚为VDD_2脚；
芯片U6的44脚为BOOT0脚
芯片U6的47脚为VSS_3脚；
芯片U6的48脚为VDD_3脚。
实施例1
基于电路原理层面的工作原理：
余度信号1输入，经过非门电路U3，分别驱动Q1及Q4三极管，由于Q1与Q4属于互补电路，某一时刻只能打开其中一个，当输入余度信号1高电平时，打开Q4三极管，余度信号1为低电平时打开Q1三极管。
余度信号2,3同理。
三级管的通断，直接在R1与R10上产生电流，从而产生电压差，经过差分运行放大器LM339(U2C,U2A)，形成对地电压，再次经过U2B(比较器),得到余度权加值。
经过光耦隔离，被STM32芯片采集。
实施例2
工作原理：
仲裁处理器接受前置采集电路信号，输出给核心处理器(1、信号线2、校验总线)
信号线：逻辑值输出
校验总线：逻辑值输出故障预警信息
核心处理器：对两者逻辑值输出进行二次校验。
仲裁机理：全1，为1，全0为0，如前置异常位多仲裁位少。
具体逻辑判断关系如下表：
| 前置1 | 前置2 | 前置3 | 逻辑输出 | 故障预警 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 无 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 前置3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 前置2 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 前置1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 前置1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 前置2 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 前置3 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 无 |
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种矿用三余度监测电路，包括余度采集电路、仲裁处理电路、核心处理电路，其特征在于，所述余度采集电路、核心处理电路均与所述仲裁处理电路电连接，所述余度采集电路对三组余度进行采集，经过仲裁处理电路中的比较器U2对余度进行三次前置预判，最终通过核心处理电路中的芯片U6对预判结果进行最终判断，确定余度是否有异常，
所述采集电路中，
余度信号1与非门电路U3的输入端接入；
非门电路U3的的输出端接电阻R3的一脚、电阻R7的一脚；
电阻R3的另一脚接三极管Q1的基极；
电阻R7的另一脚接三极管Q4的基极；
余度信号2与非门电路U4的输入端接入；
非门电路U4的的输出端接电阻R4的一脚、电阻R8的一脚；
电阻R4的另一脚接三极管Q2的基极；
电阻R8的另一脚接三极管Q5的基极；
余度信号3与非门电路U5的输入端接入；
非门电路U5的的输出端接电阻R5的一脚、电阻R9的一脚；
电阻R5的另一脚接三极管Q3的基极；
电阻R9的另一脚接三极管Q6的基极；
三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极接参考地；
三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极接电阻R1的一脚、仲裁处理电路；
电阻R1的另一脚接仲裁处理电路、VCC电源；
三极管Q4的集电极、三极管Q5的集电极、三极管Q6的集电极接VCC电源；
三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极接电阻R10的一脚、仲裁处理电路；
电阻R10的另一脚接参考地、仲裁处理电路，
所述仲裁处理电路中，
比较器U2的9脚接参考地；
比较器U2的11脚接VCC电源；
比较器U2的10脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的10脚接三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极、三极管Q3的集电极；
比较器U2的8脚与采集电路连接，具体的，比较器U2的8脚接三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q6的发射极；
比较器U2的13脚接比较器U2的6脚；
比较器U2的14脚接比较器U2的7脚；
比较器的1脚与芯片U6连接。
比较器U2的型号为LM339，
比较器U2的1脚为OUTPUT2脚；
比较器U2的3脚为V+脚；
比较器U2的6脚为INPUT2-脚；
比较器U2的7脚为INPUT2+脚；
比较器U2的8脚为INPUT3-脚；
比较器U2的9脚为INPUT3+脚；
比较器U2的10脚为INPUT4-脚；
比较器U2的11脚为INPUT4+脚；
比较器U2的12脚为GND脚。
2.根据权利要求1中所述的矿用三余度监测电路，其特征在于，所述仲裁处理电路与核心处理电路之间通过光耦U1连接，具体的连接结构为：
光耦U1的1脚接VC12+电源；
光耦U1的2脚接电阻R6的一脚；
电阻R6的另一脚接仲裁处理电路，具体的，电阻R6的另一脚接比较器U2的1脚；
光耦U1的3脚接参考地；
光耦U1的4脚接电阻R2的一脚、核心处理电路；
电阻R2的另一脚接3.3V+电源。
光耦U1的型号为TLP5421。
3.根据权利要求2中所述的矿用三余度监测电路，其特征在于，所述核心处理电路中，
芯片U6的5脚接晶振Y1的一脚、电容C1的一脚；
芯片U6的6脚接晶振Y1的另一脚、电容C2的一脚；
电容C1的另一脚；电容C2的另一脚接参考地；
芯片U6的7脚接电阻R12的一脚、电容C3的一脚；
电阻R12的另一脚接3.3V+电源；
电容C3的另一脚接参考地；
芯片U6的8脚、23脚、35脚、47脚接参考地；
芯片U6的9脚、24脚、36脚、48脚接3.3V+电源；
芯片U6的20脚接电阻R13的一脚；
电阻R13的另一脚接参考地；
芯片U6的31脚接仲裁处理电路，具体的，与所述光耦U1的4脚连接；
芯片U6的44脚接电阻R11的一脚；
电阻R11的另一脚接参考地。
所述芯片U6型号为STM32F103XX_LQFP48，具体的，
芯片U6的5脚为PD0脚；
芯片U6的6脚为PD1脚；
芯片U6的7脚为NRST脚；
芯片U6的8脚为VSSA脚；
芯片U6的9脚为VDDA脚；
芯片U6的20脚为PB2脚；
芯片U6的23脚为VSS_1脚；
芯片U6的24脚为VDD_1脚；
芯片U6的31脚PA10脚；
芯片U6的35脚为VSS_2脚；
芯片U6的36脚为VDD_2脚；
芯片U6的44脚为BOOT0脚
芯片U6的47脚为VSS_3脚；
芯片U6的48脚为VDD_3脚。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010083752.4A CN111308928B (zh) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | 矿用三余度监测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010083752.4A CN111308928B (zh) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | 矿用三余度监测电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111308928A CN111308928A (zh) | 2020-06-19 |
| CN111308928B true CN111308928B (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=71154685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010083752.4A Active CN111308928B (zh) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | 矿用三余度监测电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111308928B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103516346B (zh) * | 2012-06-18 | 2016-09-14 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种三余度模拟信号硬件表决电路 |
| CN104238406A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 北京精密机电控制设备研究所 | 三冗余数字伺服控制器 |
| CN204312134U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-05-06 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种矿用监控装置 |
| CN205091085U (zh) * | 2015-09-29 | 2016-03-16 | 常州凯锐能源科技有限公司 | 井下智能双备份压力计 |
| CN106870007B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-11-15 | 西安科技大学 | 矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统 |
| EP3495830B1 (en) * | 2017-12-05 | 2020-09-09 | Fico Triad, S.A. | Multiple redundancy position sensor device |
-
2020
- 2020-02-10 CN CN202010083752.4A patent/CN111308928B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111308928A (zh) | 2020-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111308928B (zh) | 矿用三余度监测电路 | |
| CN207817562U (zh) | 一种多电源上电监控电路结构 | |
| CN103873030A (zh) | 一种带锁存的故障检测电路及其实现方法 | |
| CN106443362A (zh) | 一种配电网故障检测系统 | |
| CN100412754C (zh) | 电源电压产生电路 | |
| CN205646764U (zh) | 设有过流保护电路的电流输入模块 | |
| CN203761353U (zh) | 一种带锁存的故障检测电路 | |
| CN113595593B (zh) | 一种通信串口并联的载波转发电路 | |
| CN112181735B (zh) | Fpga芯片内定值及参数单粒子效应的检错装置及方法 | |
| CN205509846U (zh) | 电表停电智能抄表电路 | |
| CN100389373C (zh) | 电源电压产生电路 | |
| CN201327831Y (zh) | 一种集成电路的故障解除电路 | |
| CN205920758U (zh) | 一种新型高速自启动型灵敏放大器电路 | |
| CN112039017A (zh) | 具有浪涌电压抑制的机载设备28v电源短路保护电路 | |
| CN205091711U (zh) | 一种无线鼠标 | |
| CN105545720A (zh) | 一种实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪 | |
| CN212675062U (zh) | 一种热电厂交流电监测保护系统 | |
| CN113271206B (zh) | 一种信号识别电路及方法 | |
| CN214045587U (zh) | 一种用于ds18b20温度传感器的总线信号隔离电路 | |
| CN217561945U (zh) | 一种能源控制器功能模块互换性测试装置 | |
| CN204031105U (zh) | 一种低功耗上电复位por电路 | |
| CN219778495U (zh) | 一种降低待机功耗的电路 | |
| CN219038839U (zh) | 一种输电线路隐患监测电路 | |
| CN213337913U (zh) | 一种基于功放模块化设计的故障检测模块 | |
| CN211715082U (zh) | 一种洗井监测装置用数据传输系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |