CN2556686Y

CN2556686Y - 正压柜控制器

Info

Publication number: CN2556686Y
Application number: CN 02263239
Authority: CN
Inventors: 高峰; 王胜卷
Original assignee: Jiangsu Hengtong Electrical Apparatus and Meter Co Ltd
Current assignee: Jiangsu ErLe Electrical Technology Co Ltd
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2012-07-18

Abstract

本实用新型公开了一种正压柜控制器，其特征是：有一个差压传感器，差压传感器的采样信号经压差信号输入电路输出至一个信号处理电路，一个设定值信号输入电路也与信号处理电路连接，信号处理电路还接有显示输出电路和执行机构驱动电路，一个电源电路与上述电路连接。其有益效果为：结构简单、便于操作、可靠性高、可维护性强、故障率低、性能优良。

Description

正压柜控制器

技术领域：

本实用新型涉及采用防爆技术的仪表、配电柜，是一种正压通风的防爆仪表、配电柜的控制器，具体地说，是一种正压柜控制器。

背景技术：

正压防爆柜是一种采用正压通风防爆技术的仪表、配电柜，按照GB3836.0-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求》。GB3836.5-2000《爆炸性气体环境用电气设备第5部分正压通风型“p”》的要求设计、制造、检验。防爆标志：EXpIIT4；防护等级：IP54；可适用于爆炸性危险气体IIA、IIB、1C、2区，温度组别T1-T4组，环境温度为-20℃-40℃场所，可适用于户内或户外。在正压防爆柜内充入安全气体使得正压防爆柜内的气压大于柜外的大气压，即顾名思义的正压通风防爆技术。完整的正压通风防爆技术还应包括：自动换气、失压自动补气、过压自动排气、故障自动声光报警、供电连锁等功能，状态指示(电源指示、工作指示、换气指示、报警指示)，可显示换气时间，并对其设定；可显示正压防爆柜内、外的压力差。工作程序：自动换气→保持压力→工作→失压自动补气→过压自动排气→故障报警并连锁切断电源供电。自动换气的目的是稀释本来柜内的危险气体，指标是换走正压防爆柜内部5倍净容积的气体，换气时间设定计算公式：换气时间＝5*净容积(单位m³/l流量(m³/h)。但现有的正压柜的控制装置，并不能达到上述性能。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、便于操作、可靠性高、可维护性强、故障率低的正压柜控制器。

本实用新型的技术解决方案是：一种正压柜控制器，其特征是：有一个差压传感器，差压传感器的采样信号经压差信号输入电路输出至一个信号处理电路，一个设定值信号输入电路也与信号处理电路连接，信号处理电路还接有显示输出电路和执行机构驱动电路，一个电源电路与上述电路连接。

本实用新型中所述的在差压传感器与压差信号输入电路间装有齐纳型安全栅。执行机构驱动电路中有与信号处理电路连接的光电耦合器，光电耦合器再与三极管理解，三极管再驱动控制进出气电磁阀的小型中间继电器。信号处理电路采用单片机。显示输出电路包括压力值数码管显示器，及电源、报警、工作指示、换气指示LED。差压传感器为本安型高精度的扩散硅HP430差压传感器。

本实用新型的有益效果为：结构简单、便于操作、可靠性高、可维护性强、故障率低、性能优良。

附图说明：

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

附图为本实用新型的一种正压柜控制器的电路图。

电路中包括本安型高精度的扩散硅HP430差压传感器A、本安关联设备安全栅B、单片机AT90S8535、稳压块7805、开关电源DK(为现有的通用技术)、共阴极数码管G、光电耦合器4N25、LED指示管LED1(电源)、LED2(换气)、LED3(工作)、LED4(报警)、开关K1(启动)、K2(停止)、二极管DW、D1、D2、D3、D4、三极管9013、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16 、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28等。

具体实施方式：

附图描述了本实用新型的一个实施例。该例中：有一个差压传感器，差压传感器的采样信号经压差信号输入电路输出至一个信号处理电路，一个设定值信号输入电路也与信号处理电路连接，信号处理电路还接有显示输出电路和执行机构驱动电路，一个电源电路与上述电路连接。所述的在差压传感器与压差信号输入电路间装有齐纳型安全栅。执行机构驱动电路中有与信号处理电路连接的光电耦合器，光电耦合器再与三极管理解，三极管再驱动控制进出气电磁阀的小型中间继电器。信号处理电路采用单片机。显示输出电路包括压力值数码管显示器，及电源、报警、工作指示、换气指示LED。

上述实施例是利用差压传感器对主腔内的气体和外界大气压进行压差采样，变换成4-20mA的电信号送给单片机，单片机再利用软件进行滤波、去除干扰后，再和另外的输入数据进行加工、比较、处理，然后把所得到的参数输出控制进出气电磁阀，使正压柜主腔内的气压保持在略高于外界大气压状态(压差为250Pa±100Pa)；当压差低于80Pa时，输出声光报警信号，当压差低于50Pa时，输出一无源信号供客户使用，来切断供给正压柜主腔内电器的电源。

本实施例的电路中主要包括本安型高精度的扩散硅HP430差压传感器(防爆标志：iaIIBT4)；本安关联设备安全栅；爱特梅尔公司生产的AT90S8535单片机；以及单片机的简单外围电路。所利用的软件包括：对电路的输入全部采用软件滤波，去除了外部的电磁干扰。对数码管采用动态扫描节省了外部的硬件。用内部的看门狗始终监测着软件的运行，防止了因外界的干扰造成的程序跑飞，避免了该控制器的死机。本实用新型由于采用了模块化的安装结构，因此可维护性强。

电路介绍：

1、压差信号输入电路：差压传感器把压力差转换成4-20mA的电信号，通过齐纳型安全栅送入单片机的采样电路，同时利用一稳压二极管使采样电路的电压不会超过5VDC，对单片机进行保护。

2、设定值输入信号：通过可调电位器W1、W2、W3、W4对压力差的上上限、上限、下限、下下限进行设定；用W5电位器可对换气时间进行1-255分钟的设定。

3、显示输出电路：用六只数码管对压力差进行0-999Pa和对换气时间进行0-255min的显示。

4、对外部执行机构驱动的电路：输出电压信号通过电阻限流，利用光耦隔离，再驱动三极管，三极管再驱动小型中间继电器，最后利用中间继电器来控制进出气电磁阀。

5、电源部分：用开关电源输出使220VAC变换成24VDC和12VDC(开关电源具有滤波、隔离、过压、过流等保护)。24VDC电源供给差压传感器使用；12VDC供给小型中间继电器使用，同时12VDC通过一稳压管7805稳压到5VDC对单片机供电。

6、AT90S8535单片机：

(a)内部有32个8位通用(工作)寄存器。

(b)数据和非易失性程序内存：具有4K/8K字节的在线可编程Flash(可擦除次数为1000次)；256/512字节SRAM。(有程序加密位)。

(c)外围特点：2个具有比较模式的可分频8位定时器/计数器；1个可预分频、具有比较、捕捉和2个8/9/10位PWM功能的16位定时器/计数器；片内有模拟比较器，可编程的看门狗定时器(由片内振荡器生成)，8通道10位ADC。

(d)特别的MCU特点：有上电复位电路，具有记数功能、有独立振荡器的实时时钟(RTC)；低功耗空闲、省电和掉电模式，有内外部中断源。

(e)有32个可编程的I/O脚，40脚PDIP封装；工作电压4.0-6.0V；速度为0-8MHZ。

主要的工作过程为：正压防爆柜接通220VAC电源，红色指示电源灯亮，等控制器上电复位进行自检完后，有压差和换气时间显示。

换气时按下起动按钮，通过继电器控制打开进气口、排气口的防爆电磁阀进行换气，同时有黄色指示灯显示其换气状态，等到达设定的时间值时，即完成整个自动换气过程。换气时间的设定和原先以往的正压防爆柜控制器有明显的改进之处，原先采用的时间继电器控制并且只能安装在控制器的内部，设定时间很麻烦，必须先断电后打开控制器的盖子再设定时间，而现在的控制器的换气时间设定在面板上，通过PLC控制，时间精度高且可靠。以往的正压防爆柜，对气体压力的采样和显示是用的膜盒压力表，由于它大部分是机械式膜盒加游丝结构，容易松动，测量精度低，在运输中经常损坏。在换气时，由于膜盒式压力表为非防爆式，不能通电工作，整个换气过程中进气阀和排气阀都是同时打开的，这样就不能对正压防爆柜内的气压值进行检测、有效地控制在一定的范围内。当过压时，正压柜前门的玻璃有可能因强压而被破裂，严重时有可能危害到操作人员的安全。现在对气体压力的采样，采用的是扩散硅式本安型差压变送器(Ex iaIIBT4)，特耐振动。在换气过程中，也可连续地对正压柜内的气体采样。通过A/D转换用数码管显示出差压值。换气开始时，把进气、排气防爆电磁阀同时打开进行换气，当正压防爆柜内的气压超出350Pa压力时，防爆进气阀关闭，防爆排气阀仍打开；当柜内的气压降低到150Pa值时，防爆进气阀再打开，这样周而复始地循环到换气结束。同时，换气时间也可在控制面板上根据需要随意地调整。

换气结束，黄色换气指示灯灭，绿色工作指示灯亮，进入工作状态，当柜内气压和柜外大气压差低于150Pa时，进气防爆电磁阀打开，排气防爆电磁阀是关闭的，自动补气；等于350Pa时，进气防爆电磁阀关闭，当由于某种原回柜内气压继续升高大于350Pa时，排气防爆电磁阀打开，自动排气，直到等于350Pa时，才关闭排气电磁阀。使柜内气压保持在一定的有效范围之内。由于故障原因，当柜内气压低于80Pa时，工作指示灯灭，红色报警指示灯亮，防爆电铃响，进行声光报警；当柜内气压继续降到小于50Pa时，输h一无源断电信号，供客户使用，把主腔内电器的电源断掉。

当想停止上压防爆柜的工作，或消除声音报警，按一下停止按钮即可，一切又恢复到刚通电时的状态。

正压防爆柜控制器则是对正压防爆柜时上述工作过程的控制。

Claims

1、一种正压柜控制器，其特征是：有一个差压传感器，差压传感器的采样信号经压差信号输入电路输出至一个信号处理电路，一个设定值信号输入电路也与信号处理电路连接，信号处理电路还接有显示输出电路和执行机构驱动电路，一个电源电路与上述电路连接。

2、根据权利要求1所述的正压柜控制器，其特征是：在差压传感器与压差信号输入电路间装有齐纳型安全栅。

3、根据权利要求1或2所述的正压柜控制器，其特征是：执行机构驱动电路中有与信号处理电路连接的光电耦合器，光电耦合器再与三极管理解，三极管再驱动控制进出气电磁阀的小型中间继电器。

4、根据权利要求1或2所述的正压柜控制器，其特征是：信号处理电路采用单片机。

5、根据权利要求1或2所述的正压柜控制器，其特征是：显示输出电路包括压力值数码管显示器，及电源、报警、工作指示、换气指示LED。

6、根据权利要求1或2所述的正压柜控制器，其特征是：差压传感器为本安型高精度的扩散硅HP430差压传感器。