CN219107422U - 一种开关量输入型隔离式安全栅 - Google Patents

Abstract

一种开关量输入型隔离式安全栅，包括电压比较器芯片，光电耦合芯片，继电器，输入端子，输出端子，通断信号指示灯，电源指示灯组成输入端防爆处理电路，所述输入端子输送信号到防爆处理电路，防爆处理电路输送信号给电压比较器芯片，电压比较器芯片控制光电耦合芯片，光电耦合芯片控制继电器导通，继电器的通断信号输送到输出端子，电压比较器芯片控制通断信号指示灯，电源指示灯受非本安端电源控制且常亮。本发明用在控制器和现场传感器之间进行开关量信号传输，限制传输线路上的能量，使之在安全可控的范围内，进行数据传输、自动控制和远程操作，能进行有效的信号隔离传输和防爆处理。

Description

一种开关量输入型隔离式安全栅

所属技术领域

本发明涉及一种信号隔离安全装置，具体地说涉及一种在控制器和现场传感器之间进行开关量信号传输，限制传输线路上的能量，使之在安全可控的范围内，进行数据传输、自动控制和远程操作，能进行信号隔离传输和防爆处理的一种开关量输入型隔离式安全栅。

背景技术

随着工业自动化程度的不断提高，自动控制的应用越来越高，在控制系统中，开关量输入非常普遍，无论是现场采集到的信号，还是从控制器往现场发送的信号，都大量存在着开关量信号。例如在煤炭、石油、天然气等工业区，传输带开关量信号必须是本质安全的。现场直接在没有防爆处理的线路上进行通断操作有可能会瞬间电流过大引起打火的情况，因此生命财产安全无法得到保障，这在爆炸性环境中是不允许的，需要来限制开关量设备的能量。普通的开关量输入信号不能直接在具有爆炸性危险性的场合使用，例如煤炭、石油化工、天然气等，当这些领域进行开关量信号通断的时候就会存在线路打火引燃爆炸性可燃物的危险性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种在控制器和现场传感器之间进行开关量信号传输，限制传输线路上的能量，使之在安全可控的范围内，进行数据传输、自动控制和远程操作，能进行信号隔离传输和防爆处理的一种开关量输入型隔离式安全栅。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开关量输入型隔离式安全栅，包括电压比较器芯片U9A，光电耦合芯片U6，继电器U5，输入端子U1B，输出端子U1D，通断信号指示灯D14，电源指示灯D17组成输入端防爆处理电路，所述输入端子U1B输送信号到电压比较器芯片U9A，电压比较器芯片U9A控制光电耦合芯片U6，光电耦合芯片U6控制继电器U5导通，继电器U5的通断信号输送到输出端子U1D，电压比较器芯片U9A控制通断信号指示灯D14，电源指示灯D17受非本安端电源控制且常亮。

本发明的有益效果是，本发明可以实现一种现场传感器在给控制器上传开关状态时，对开关量控制线路进行限压限流能量控制和电气隔离，保证了在爆炸性因素存在的自动控制场合传输线路的可靠性，实现自动控制和远程检测，能进行信号隔离传输和防爆处理。本发明提供一种开关量输入型隔离电路，同时进行防爆处理，限制开关量信号传输到危险现场时数据线路上的能量，使之不足以引燃爆炸性混合物，同时对两个设备进行电气隔离，增强了工业控制网络的抗干扰性。本发明用于一个检测物料车是否到位的接近开关传感器，当连接非防爆的PLC或其他智能仪表控制器时加入本发明就可以实现可靠的通讯保障。本发明可以让现场开关量设备传输开关信号到控制器，同时进行防爆处理，控制器从现场采集的任意一路的开关量信号，线路上能量都不足以引燃爆炸性混合物，同时对两个设备进行电气隔离，增强了工业控制的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅的结构和特点，附图中：

图1是本发明的实施例一的电路图。

图2是本发明的实施例一的方框图。

图中：U9A.电压比较器芯片，U6.光电耦合芯片，U5.继电器，U1B.输入端子，U1D.输出端子，D14.通断信号指示灯，D17.电源指示灯。

具体实施方式

在图1所示实施例中，设置有电压比较器芯片(U9A)，光电耦合芯片(U6)，继电器(U5)，输入端子(U1B)，输出端子(U1D)，通断信号指示灯(D14)，电源指示灯(D17)。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，包括电压比较器芯片(U9A)，光电耦合芯片(U6)，继电器(U5)，输入端子(U1B)，输出端子(U1D)，通断信号指示灯(D14)，电源指示灯(D17)组成输入端防爆处理电路，所述输入端子(U1B)输送信号到电压比较器芯片(U9A)，电压比较器芯片(U9A)控制光电耦合芯片(U6)，光电耦合芯片(U6)控制继电器(U5)导通，继电器(U5)的通断信号输送到输出端子(U1D)，电压比较器芯片(U9A)控制通断信号指示灯(D14)，电源指示灯(D17)受非本安端电源控制且常亮。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，输入端子(U1B)第4脚电连接电阻R13一端和电阻R17一端，电阻R13另一端和电阻R17另一端电连接齐纳二极管D3负极端、齐纳二极管D4负极端、保险丝F2一端，保险丝F2另一端电连接电阻R16一端，电阻R16另一端电连接本安端电源正极Vi端和电容C4一端，输入端子(U1B)第3脚电连接电阻R22一端、电阻R19一端和齐纳二极管D3正极端、齐纳二极管D4正极端，电阻R22另一端电连接本安端电源负极Gi端，电阻R19另一端电连接电容C7一端、电容C4另一端和电压比较器芯片(U9A)的第3脚，电容C7另一端电连接本安端电源负极Gi端。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，电压比较器芯片(U9A)第8脚电连接本安端电源正极Vi端，电压比较器芯片(U9A)第4脚电连接本安端电源负极Gi端，电压比较器芯片(U9A)第2脚电连接电阻R21一端和电阻R24一端，电阻R21另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R24另一端连接本安端电源负极Gi端，电容C10一端电连接本安端电源正极Vi端，电容C10另一端电连接本安端电源负极Gi端，电压比较器芯片(U9A)第1脚电连接电阻R40一端、电阻18一端和电阻R20一端，电阻R40另一端电连接三极管Q9的基极，三极管Q9发射极电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q9集电极端电连接通断信号指示灯(D14)负极端，通断信号指示灯(D14)正极端电连接电阻R32一端，电阻R32另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R18另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R20另一端电连接电容C8一端和三极管Q4基极端，电容C8另一端电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q4发射极端电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q4集电极端电连接光电耦合芯片(U6)第2脚，光电耦合芯片(U6)第1脚电连接电阻R14一端，电阻R14另一端电连接本安端电源正极Vi端。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，光电耦合芯片(U6)第4脚电连接电阻R15一端，电阻R15另一端电连接非本安端电源正极Vo端，光电耦合芯片(U6)第3脚电连接电阻R23一端、电容C9一端和三极管Q3基极端，电阻R23另一端电连接非本安端电源负极Go端，电容C9另一端电连接非本安端电源负极Go端，三极管Q3发射极端电连接非本安端电源负极Go端，三极管Q3集电极端电连接二极管D8正极端和继电器(U5)的第10脚，二极管D8负极端电连接继电器(U5)的第1脚和非本安端电源端Vo，继电器(U5)第3脚电连接继电器(U5)第8脚和输出端子(U1D)第7脚，继电器(U5)第4脚电连接继电器(U5)第7脚和输出端子(U1D)第8脚，电阻R39一端电连接非本安端电源正极Vo端，电阻R39另一端电连接电源指示灯(D17)正极端，电源指示灯(D17)负极端电连接非本安端电源负极Go端。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，提供一种控制器从现场采集开关量信号的隔离电路，同时进行防爆处理，限制开关量信号从危险现场上传到控制器时数据线路上的能量，使之不足以引燃爆炸性混合物，同时对两个设备进行电气隔离，增强了工业控制网络的抗干扰性。可以保证现场设备的开关量信号安全的传输给控制器，控制器从现采集的任意一路开关量信号线路上能量都不足以引燃爆炸性混合物，例如：一个用于检测物料车是否到位的接近开关传感器，当连接非防爆的PLC或其他智能仪表控制器时加入本电路就可以实现可靠的通讯保障。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，可以实现一种现场传感器在给控制器上传开关状态时，对开关量控制线路进行限压限流能量控制和电气隔离，保证了在爆炸性因素存在的自动控制场合传输线路的可靠性，实现自动控制和远程检测，能进行信号隔离传输和防爆处理。本发明提供一种开关量输入型隔离电路，同时进行防爆处理，限制开关量信号传输到危险现场时数据线路上的能量，使之不足以引燃爆炸性混合物，同时对两个设备进行电气隔离，增强了工业控制网络的抗干扰性。本发明可以让现场开关量设备传输开关信号到控制器，同时进行防爆处理，控制器从现场采集的任意一路的开关量信号，线路上能量都不足以引燃爆炸性混合物，同时对两个设备进行电气隔离，增强了工业控制的安全性和可靠性。

实施本发明的一种开关量输入型隔离式安全栅，能检测来自危险区的开关量信号，支持干接点输入，接近开关输入，将信号通过继电器传送到安全区，逻辑状态可以反转。输入，输出，电源三端隔离，符合IIC等级本质安全防爆要求，精度和稳定性高，响应时间＜20ms。采集来自危险区的开关量信号，对其进行本安处理，达到抗工业复杂环境干扰性能，增加可靠性。保护易燃易爆环境下的生产作业安全。把安全栅和危险区隔离开来，把传输线路上的能量限制在安全的范围内，非常方便和实用。

实施本发明，效果很好。

Claims (4)

1.一种开关量输入型隔离式安全栅，包括电压比较器芯片(U9A)，光电耦合芯片(U6)，继电器(U5)，输入端子(U1B)，输出端子(U1D)，通断信号指示灯(D14)，电源指示灯(D17)组成输入端防爆处理电路，其特征在于，在所述输入端子(U1B)输送信号到电压比较器芯片(U9A)，电压比较器芯片(U9A)控制光电耦合芯片(U6)，光电耦合芯片(U6)控制继电器(U5)导通，继电器(U5)的通断信号输送到输出端子(U1D)，电压比较器芯片(U9A)控制通断信号指示灯(D14)，电源指示灯(D17)受非本安端电源控制且常亮。

2.根据权利要求1所述的一种开关量输入型隔离式安全栅，其特征在所述输入端子(U1B)第4脚电连接电阻R13一端和电阻R17一端，电阻R13另一端和电阻R17另一端电连接齐纳二极管D3负极端、齐纳二极管D4负极端、保险丝F2一端，保险丝F2另一端电连接电阻R16一端，电阻R16另一端电连接本安端电源正极Vi端和电容C4一端，输入端子(U1B)第3脚电连接电阻R22一端、电阻R19一端和齐纳二极管D3正极端、齐纳二极管D4正极端，电阻R22另一端电连接本安端电源负极Gi端，电阻R19另一端电连接电容C7一端、电容C4另一端和电压比较器芯片(U9A)的第3脚，电容C7另一端电连接本安端电源负极Gi端。

3.根据权利要求1所述的一种开关量输入型隔离式安全栅，其特征在所述电压比较器芯片(U9A)第8脚电连接本安端电源正极Vi端，电压比较器芯片(U9A)第4脚电连接本安端电源负极Gi端，电压比较器芯片(U9A)第2脚电连接电阻R21一端和电阻R24一端，电阻R21另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R24另一端连接本安端电源负极Gi端，电容C10一端电连接本安端电源正极Vi端，电容C10另一端电连接本安端电源负极Gi端，电压比较器芯片(U9A)第1脚电连接电阻R40一端、电阻18一端和电阻R20一端，电阻R40另一端电连接三极管Q9的基极，三极管Q9发射极电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q9集电极端电连接通断信号指示灯(D14)负极端，通断信号指示灯(D14)正极端电连接电阻R32一端，电阻R32另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R18另一端电连接本安端电源正极Vi端，电阻R20另一端电连接电容C8一端和三极管Q4基极端，电容C8另一端电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q4发射极端电连接本安端电源负极Gi端，三极管Q4集电极端电连接光电耦合芯片(U6)第2脚，光电耦合芯片(U6)第1脚电连接电阻R14一端，电阻R14另一端电连接本安端电源正极Vi端。

4.根据权利要求1所述的一种开关量输入型隔离式安全栅，其特征在所述光电耦合芯片(U6)第4脚电连接电阻R15一端，电阻R15另一端电连接非本安端电源正极Vo端，光电耦合芯片(U6)第3脚电连接电阻R23一端、电容C9一端和三极管Q3基极端，电阻R23另一端电连接非本安端电源负极Go端，电容C9另一端电连接非本安端电源负极Go端，三极管Q3发射极端电连接非本安端电源负极Go端，三极管Q3集电极端电连接二极管D8正极端和继电器(U5)的第10脚，二极管D8负极端电连接继电器(U5)的第1脚和非本安端电源端Vo，继电器(U5)第3脚电连接继电器(U5)第8脚和输出端子(U1D)第7脚，继电器(U5)第4脚电连接继电器(U5)第7脚和输出端子(U1D)第8脚，电阻R39一端电连接非本安端电源正极Vo端，电阻R39另一端电连接电源指示灯(D17)正极端，电源指示灯(D17)负极端电连接非本安端电源负极Go端。

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