CN206002910U - “ia”等级矿用本质安全型控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种“ia”等级矿用本质安全型控制器，是由“ia”级本安电源经二级三重保护电路分别给隔离多路选通电路和信号调理自适应电路供电，并经隔离稳压电路给处理器供电；信号输入经隔离多路选通器到信号调理自适应电路，信号调理自适应电路分别输出频率信号、开关量信号、模拟量信号和无源触点信号给处理器，处理器输出信号至报警电路、液晶显示和控制输出电路，处理器并连接键盘输入电路、以太网接口和通讯接口。本实用新型通用性强，体积小、抗干扰能力强，可以应用在采掘工作面、瓦斯抽放系统等长期连续存在瓦斯的场所。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿防爆电气设备及零部件领域，具体涉及一种“ia”等级矿用本质安全型控制器。
背景技术
在煤矿井下等工作场所，由于存在瓦斯、煤尘等爆炸危险性气体，所以需要使用防爆电气设备。随着科学技术的发展，煤矿生产自动化和煤矿安全监测技术都得到了广泛应用，矿用本质安全型控制器用于检测模拟量、开关量输入信号，输出控制开关量。目前煤矿装备有本安型控制器和隔爆型通用控制器两种：防爆等级都是“ib”级的，与其关联的传感器种类众多，其输出信号有频率信号、电流信号、开关量信号，目前的本安型控制器只能对各类传感器输入信号设计独立的电路处理，造成电路复杂、抗干扰能力差、接线端子多等缺点，另根据煤矿安全规程要求在采掘工作面、瓦斯抽放系统等长期连续存在瓦斯的场所要求使用“ia”等级本安型设备。“ib”等级的设备也不能应用。因此，需要设计提供一种“ia”等级矿用本质安全型控制器来满足煤矿的需求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种“ia”等级矿用本质安全型控制器。该控制器可用于检测模拟量、开关量输入信号，并输出电平及无源开关量信号，具备通讯、网络、显示、遥控和人机交互功能。
本实用新型采用的技术方案是：“ia”等级矿用本质安全型控制器由“ia”级本安电源经三重保护电路分别给隔离多路选通电路和信号调理自适应电路供电，并经隔离稳压电路给处理器供电；信号输入经隔离多路选通器到信号调理自适应电路，信号调理自适应电路分别输出频率信号、开关量信号、模拟量信号和无源触点信号给处理器，处理器输出信号至报警电路、液晶显示和控制输出电路，处理器并连接键盘输入电路、以太网接口和通讯接口。
本实用新型采用三重保护电路实现“ia”等级，当保护系统任意两级出现故障时，另一级仍能起保护作用，设计了简单可靠的三级保护电路，使得控制器达到“ia”级防爆标准要求。
所述控制器的信号调理自适应电路，对每一路要输入的信号变换成电压型信号，进入信号调理自适应电路完成输入信号的阻抗变换、分别对频率信号及开关量信号进行调理隔离，输入到CPU中进行数据采集处理。
所述“ia”等级矿用本质安全型控制器，利用CPU的以太网控制器、485控制器、彩色LCD控制器实现了1路以太网RJ45网络接口、2路485通讯接口及彩色LCD触摸屏接口。
本实用新型通用性强，体积小、抗干扰能力强，可以应用在采掘工作面、瓦斯抽放系统等长期连续存在瓦斯的场所。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的保护电路原理图；
图3为本实用新型的信号调理自适应电路原理图。
具体实施方式
“ia”等级矿用本质安全型控制器，必须与“ia”的本安电源及“ia”级的传感器关联。由“ia”级本安电源供电的三重保护电路Ⅰ、+5V稳压电路和三重保护电路Ⅱ一起组成保护电路，其中三重保护电路Ⅰ由一个ptc电阻F1和三个二极管D1、D2、D3串联组成，三重保护电路Ⅱ三个并联稳压管Z1、Z2、Z3组成。保护电路1作用：1.ptc电阻起限流作用，通过选择适当参数的ptc电阻，将电流限制在安全范围内。2.利用二极管的单向导电性避免电源输入端电源极性接反烧毁电路，使本安特性失效，3.当输出端电压高于输入端电压时，使输出端电压不能反馈到输入端，保护输入端的安全性。保护电路4的作用是当稳压电路3失效时，使输出电压稳定在一定的范围，保持本安特性不变。信号调理自适应电路是由一个电压跟随器、三个比较器、三个光电耦合器及电阻组成，频率信号、电流信号及开关量信号都变换成电压型信号进入信号调理自适应电路，运算放大器U1组成电压跟随电路，对输入信号进行阻抗变换，然后输入到运算放大器U2、U3、U4的比较端，比较器输出信号驱动的光电耦合器U5、U6、U7，完成信号的隔离。频率信号和开关量信号经过信号调理自适应电路处理，最后送入CPU进行数据的采集、处理、显示。本实用新型采用ARM公司的Cortex-M3嵌入式处理器LPC1788，具备2路485通讯、1路以太网组网、LCD显示、遥控功能和人机交互功能。利用以太网控制器、485控制器、彩色LCD控制器实现了1路以太网RJ45网络接口、2路485通讯接口及彩色LCD触摸屏接口。
Claims (3)
1.一种“ia”等级矿用本质安全型控制器，其特征在于：“ia”等级本安电源经保护电路分别给隔离多路选通电路和信号调理自适应电路供电，并经隔离稳压电路给处理器供电；信号输入经隔离多路选通器到信号调理自适应电路，信号调理自适应电路分别输出频率信号、开关量信号、模拟量信号和无源触点信号给处理器，处理器输出信号至报警电路、液晶显示和控制输出电路，处理器并连接键盘输入电路、以太网接口和通讯接口。
2.根据权利要求1所述的“ia”等级矿用本质安全型控制器，其特征在于：所述的保护电路由三重保护电路Ⅰ、+5V稳压电路和三重保护电路Ⅱ组成，其中三重保护电路Ⅰ由一个ptc电阻F1和三个二极管D1、D2、D3串联组成，三重保护电路Ⅱ三个并联稳压管Z1、Z2、Z3组成。
3.根据权利要求1所述的“ia”等级矿用本质安全型控制器，其特征在于：所述的信号调理自适应电路是由一个电压跟随器、三个比较器、三个光电耦合器及电阻组成，频率信号、电流信号及开关量信号都变换成电压型信号进入信号调理自适应电路，运算放大器U1组成电压跟随电路，对输入信号进行阻抗变换，然后输入到运算放大器U2、U3、U4的比较端，比较器输出信号驱动的光电耦合器U5、U6、U7，完成信号的隔离。
Priority Applications (1)
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| CN201621038748.1U CN206002910U (zh) | 2016-09-06 | 2016-09-06 | “ia”等级矿用本质安全型控制器 |
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Publications (1)
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| CN (1) | CN206002910U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025124A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-17 | 北方工业大学 | 确定电路本安属性的方法及应用、存储有电路的本安属性校验程序的计算机可读介质 |
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2016
- 2016-09-06 CN CN201621038748.1U patent/CN206002910U/zh active Active
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| CN111025124A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-17 | 北方工业大学 | 确定电路本安属性的方法及应用、存储有电路的本安属性校验程序的计算机可读介质 |
| CN111025124B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-09-28 | 北方工业大学 | 确定电路本安属性的方法及应用、存储有电路的本安属性校验程序的计算机可读介质 |
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