CN214311384U - 煤矿安全监控系统传感器485通信电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿安全监控系统传感器485通信电路，包括光耦G2、光耦G3、光耦G4、电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R29、电容C8、电容C9、二极管DLY2、二极管DLY3、二极管DLY4、485通信收发器IC5，其中485通信收发器IC5的型号为MAX485，光耦G2、光耦G3、光耦G4的型号为P521。对常规485通信装置进行通信隔离保护处理，避免煤矿井下强电磁环境对传感器及弱电通信设备的影响，保证煤矿安全监控系统正常运行。

Description

煤矿安全监控系统传感器485通信电路

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿安全监控系统传感器485通信电路，属于煤矿监控设备技术领域。

背景技术

随着煤矿开采规模的不断扩大、煤矿开采深度的逐渐进行、煤矿开采设备不断增加，给煤矿安全管理带来巨大压力。为了及时掌握矿山设备运行状态和了解各种环境下设备运行参数的变化，建立一个安全、可靠、高效的数据采集和信息传输系统，用于设备集中控制管理是非常重要的。在矿下众多的传感器通过煤矿监控分站传输至煤矿安全监控系统。根据国家煤矿安全监察局煤安监函〔2016〕5号要求，要对传感器实现数字通信，现有技术一般采用485 通信方式。为了避免煤矿井下强电磁环境对弱电通信设备的影响，要对常规485 通信进行电源和通信隔离保护处理，隔离后可以对传感器电路本身起到应有的保护，以保证煤矿安全监控系统正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤矿安全监控系统传感器485通信电路，为了避免煤矿井下强电磁环境对弱电通信设备的影响，对常规485通信装置进行通信隔离保护处理。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种煤矿安全监控系统传感器485通信电路，包括光耦G2、光耦G3、光耦G4、电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R29、电容 C8、电容C9、二极管DLY2、二极管DLY3、二极管DLY4、485通信收发器IC5，传感器MCU的串口接收端RX1与光耦G3的光电三极管集电极相连，电阻R18 一端与隔离电源正极VCC相连，电阻R18另一端与光耦G3的光电三极管集电极相连，光耦G3的光电三极管发射极与隔离电源地相连，光耦G3的发光二极管的阳极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与485通信收发器IC5的 VCC端相连，485通信收发器IC5的VCC端与电源+5V相连，光耦G3的发光二极管的阴极与485通信收发器IC5的RO端相连，电阻R7的一端与光耦G3的发光二极管的阴极相连，电阻R7的另一端与电源+5V相连，电容C8的一端与电源+5V相连，电容C8的另一端与电源地相连；电阻R13的一端与光耦G2 的发光二极管的阳极相连，电阻R13的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口收发控制端R/T与光耦G2的发光二极管的阴极相连，光耦 G2的光电三极管集电极与电源+5V相连，光耦G2的光电三极管发射极与485 通信收发器IC5的/RE端、DE端相连，电阻R19的一端与光耦G2的光电三极管发射极相连，电阻R19的另一端与电源地相连；电阻R2的一端与光耦G4 的发光二极管的阳极相连，电阻R2的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口发送端TX1与光耦G4的发光二极管的阴极相连，光耦G4的光电三极管集电极与485通信收发器IC5的DI端相连，光耦G4的光电三极管发射极与电源地相连，电阻R21的一端与电源+5V相连，电阻R21的另一端与 485通信收发器IC5的DI端相连；电阻R22的一端接485通信收发器IC5的B 端，电阻R22的另一端接稳压管DLY3的阳极，稳压管DLY3的阳极与电源地相连，稳压管DLY3的阴极与485B输出端T10相连，电阻R1的一端接485通信收发器IC5的B端，电阻R1的另一端接485B输出端T10，电阻R26的两端分别接485通信收发器IC5的A、B端，电阻R29的一端接485通信收发器IC5 的A端，电阻R29的另一端接485A输出端T7，稳压管DLY4的阳极与485A 输出端T7相连，稳压管DLY4的阴极与485B输出端T10相连，电阻R27的一端与485A输出端T7相连，电阻R27的另一端串联电容C9后接485B输出端 T10，稳压管DLY2的阴极与稳压管DLY4的阳极相连，稳压管DLY2的阳极与 485通信收发器IC5的SGND端相连，485通信收发器IC5的SGND端接地，电阻R25的一端接485通信收发器IC5的A端，电阻R25的另一端接电源+5V。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述煤矿安全监控系统传感器485通信电路，其中485通信收发器IC5的型号为MAX485，光耦G2、光耦G3、光耦G4的型号为P521。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：对常规485通信装置进行通信隔离保护处理，避免煤矿井下强电磁环境对传感器及弱电通信设备的影响，保证煤矿安全监控系统正常运行。

附图说明

图1是本发明的传感器网络结构图；

图2是本实用新型的煤矿安全监控系统传感器485通信电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型煤矿井下传感器网络结构图如图1所示，布置于煤矿井下的多个传感器通过485方式与煤矿监控分站通信，485通信实现传感器的传输数字化传输，通信速率为2400bps。

为了对常规485通信装置进行通信隔离保护处理，本实用新型煤矿安全监控系统传感器485通信电路包括光耦G2、光耦G3、光耦G4、电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R29、电容C8、电容C9、二极管DLY2、二极管DLY3、二极管DLY4、485通信收发器IC5，传感器MCU的串口接收端RX1 与光耦G3的光电三极管集电极相连，电阻R18一端与隔离电源正极VCC相连，电阻R18另一端与光耦G3的光电三极管集电极相连，光耦G3的光电三极管发射极与隔离电源地相连，光耦G3的发光二极管的阳极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与485通信收发器IC5的VCC端相连，485通信收发器IC5 的VCC端与电源+5V相连，光耦G3的发光二极管的阴极与485通信收发器IC5 的RO端相连，电阻R7的一端与光耦G3的发光二极管的阴极相连，电阻R7的另一端与电源+5V相连，电容C8的一端与电源+5V相连，电容C8的另一端与电源地相连；电阻R13的一端与光耦G2的发光二极管的阳极相连，电阻R13的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口收发控制端R/T与光耦G2 的发光二极管的阴极相连，光耦G2的光电三极管集电极与电源+5V相连，光耦 G2的光电三极管发射极与485通信收发器IC5的/RE端、DE端相连，电阻R19 的一端与光耦G2的光电三极管发射极相连，电阻R19的另一端与电源地相连；电阻R2的一端与光耦G4的发光二极管的阳极相连，电阻R2的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口发送端TX1与光耦G4的发光二极管的阴极相连，光耦G4的光电三极管集电极与485通信收发器IC5的DI端相连，光耦 G4的光电三极管发射极与电源地相连，电阻R21的一端与电源+5V相连，电阻 R21的另一端与485通信收发器IC5的DI端相连；电阻R22的一端接485通信收发器IC5的B端，电阻R22的另一端接稳压管DLY3的阳极，稳压管DLY3的阳极与电源地相连，稳压管DLY3的阴极与485B输出端T10相连，电阻R1的一端接485通信收发器IC5的B端，电阻R1的另一端接485B输出端T10，电阻 R26的两端分别接485通信收发器IC5的A、B端，电阻R29的一端接485通信收发器IC5的A端，电阻R29的另一端接485A输出端T7，稳压管DLY4的阳极与485A输出端T7相连，稳压管DLY4的阴极与485B输出端T10相连，电阻R27 的一端与485A输出端T7相连，电阻R27的另一端串联电容C9后接485B输出端T10，稳压管DLY2的阴极与稳压管DLY4的阳极相连，稳压管DLY2的阳极与 485通信收发器IC5的SGND端相连，485通信收发器IC5的SGND端接地，电阻 R25的一端接485通信收发器IC5的A端，电阻R25的另一端接电源+5V。其中 485通信收发器IC5的型号为MAX485，光耦G2、光耦G3、光耦G4的型号为P521。

本实用新型电路使用DC-DC器件产生1组与微处理器完全隔离的电源输出，用于向RS485通信收发器提供+5V电源。电路中R/T为低电平时发送，R/T为高电平时接收，由于单片机启动瞬间R/T引脚为高电平，利用G2光耦反相，使 IC5处于接收状态，这样对外总线不会产生干扰，如果不反相，启动瞬间IC5 会处于发送状态，产生发送竞争，会影响干线其他设备的通信。电路中上拉电阻R25和下拉电阻R22用于保证设备无连接时IC5芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，提高RS485节点与网络的可靠性，所述上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,电阻同时起限流作用,下拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平,电阻同时也起限流作用。电路中的G2、G3、 G4为P521光耦器件，进行电源隔离，该RS485通信速率控制在2400bps，有效提高了远距离传输的需求。在T7的RS485A对地两端加浪涌保护二极管DLY2，在T10的RS485B对地两端加浪涌保护二极管DLY3，且RS485A与RS485B两端也设置对应浪涌保护DLY4。通过所述浪涌保护、光耦隔离技术措施，防止总线引入高压损坏核心电路。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种煤矿安全监控系统传感器485通信电路，其特征在于,包括光耦G2、光耦G3、光耦G4、电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R12、电阻R13、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R29、电容C8、电容C9、二极管DLY2、二极管DLY3、二极管DLY4、485通信收发器IC5，传感器MCU的串口接收端RX1与光耦G3的光电三极管集电极相连，电阻R18一端与隔离电源正极VCC相连，电阻R18另一端与光耦G3的光电三极管集电极相连，光耦G3的光电三极管发射极与隔离电源地相连，光耦G3的发光二极管的阳极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端与485通信收发器IC5的VCC端相连，485通信收发器IC5的VCC端与电源+5V相连，光耦G3的发光二极管的阴极与485通信收发器IC5的RO端相连，电阻R7的一端与光耦G3的发光二极管的阴极相连，电阻R7的另一端与电源+5V相连，电容C8的一端与电源+5V相连，电容C8的另一端与电源地相连；电阻R13的一端与光耦G2的发光二极管的阳极相连，电阻R13的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口收发控制端R/T与光耦G2的发光二极管的阴极相连，光耦G2的光电三极管集电极与电源+5V相连，光耦G2的光电三极管发射极与485通信收发器IC5的/RE端、DE端相连，电阻R19的一端与光耦G2的光电三极管发射极相连，电阻R19的另一端与电源地相连；电阻R2的一端与光耦G4的发光二极管的阳极相连，电阻R2的另一端与隔离电源正极VCC相连，传感器MCU的串口发送端TX1与光耦G4的发光二极管的阴极相连，光耦G4的光电三极管集电极与485通信收发器IC5的DI端相连，光耦G4的光电三极管发射极与电源地相连，电阻R21的一端与电源+5V相连，电阻R21的另一端与485通信收发器IC5的DI端相连；电阻R22的一端接485通信收发器IC5的B端，电阻R22的另一端接稳压管DLY3 的阳极，稳压管DLY3的阳极与电源地相连，稳压管DLY3的阴极与485B输出端T10相连，电阻R1的一端接485通信收发器IC5的B端，电阻R1的另一端接485B输出端T10，电阻R26的两端分别接485通信收发器IC5的A、B端，电阻R29的一端接485通信收发器IC5的A端，电阻R29的另一端接485A输出端T7，稳压管DLY4的阳极与485A输出端T7相连，稳压管DLY4的阴极与485B输出端T10相连，电阻R27的一端与485A输出端T7相连，电阻R27的另一端串联电容C9后接485B输出端T10，稳压管DLY2的阴极与稳压管DLY4的阳极相连，稳压管DLY2的阳极与485通信收发器IC5的SGND端相连，485通信收发器IC5的SGND端接地，电阻R25的一端接485通信收发器IC5的A端，电阻R25的另一端接电源+5V。

2.如权利要求1所述的煤矿安全监控系统传感器485通信电路，其特征在于，所述485通信收发器IC5的型号为MAX485，光耦G2、光耦G3、光耦G4的型号为P521。

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