光耦隔離裝置的製作方法

2023-11-11 06:46:12 1

專利名稱：光耦隔離裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於採煤機或掘進機的本安電路與非本安電路之間以及電源和 控制器等之間的隔離裝置，具體涉及一種光耦隔離裝置。
背景技術：
目前，本安電路是指在正常工作或規定的故障條件下，產生的任何電火花和熱效 應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路。而非本安電路為不具備上述性能的電路。現 有的採煤機和掘進機，其非本安電路和本安電路直接連接，其缺點在於，其非本安電路的電 源經常反串到本安電路中或強電磁幹擾控制器等，導致電路受到幹擾，影響工程設備工作。

發明內容
本發明提供一種光耦隔離裝置，可以防止現場強電磁的幹擾或非本安電壓通過輸 出通道反串到本安電壓電路中，還可以在應急操作和正常操作之間切換，使用簡單、方便。為實現上述目的，本發明提供一種光耦隔離裝置，其特徵是，該裝置包含光耦模塊；該光耦模塊包含若干個並聯連接的光耦單元；該光耦單元包含常閉觸 點迴路和常開觸點迴路，該常閉觸點迴路包含輸入迴路和輸出迴路，該常開觸點迴路包含 輸入迴路和輸出迴路；與光耦模塊電路連接的繼電模塊；該繼電模塊的輸入迴路分別連接本安電路的正 極端和負極端，該繼電模塊包含第一觸點模塊和第二觸點模塊，該第一觸點模塊電路連接 本安電路的正極端，該第二觸點模塊電路連接非本安電路的負極；上述的常閉觸點迴路輸入迴路的正極端電路連接第一觸點模塊的常閉觸點，該常 開觸點迴路的輸入迴路正極端電路連接第一觸點模塊的常開觸點；該常閉觸點迴路和常開 觸點迴路的輸入迴路負極端電路連接本安電路的負極端；上述的常閉觸點迴路和常開觸點迴路的輸出迴路的負極端電路連接第二觸點模 塊的常閉觸點，該第二觸點模塊的常開觸點空置；該光耦隔離裝置還包含設置在繼電模塊的輸入迴路與本安電路的負極端之間的 撥扭開關。上述的常閉觸點迴路和常開觸點迴路的輸入迴路負極端與本安電路的負極端之 間設置有控制開關。當正常操作時，繼電模塊的第一觸點模塊和第二觸點模塊常閉觸點有效，當控制 開關閉合，光耦單元的常閉觸點迴路的輸入迴路導通，並觸發常閉觸點迴路的輸出迴路導 通，使光耦模塊有輸出若干路信號送到控制模塊，控制機器正常工作；當應急操作時，繼電模塊的第一觸點模塊和第二觸點模塊的常閉觸點斷開常開觸 點閉合，無信號輸出給控制模塊，當控制開關閉合，光耦單元的常開觸點迴路的輸入迴路導 通，並觸發常開觸點迴路的輸出迴路導通，使光耦模塊有輸出若干路信號送到機器內部，控 制機器應急工作。
本發明光耦隔離裝置和現有的連接方式相比，其優點在於，本發明採用光耦模塊 和繼電模塊，將電路中本安電路和非本安電路隔離，防止工程現場強電磁的幹擾或非本安 電壓通過輸出通道反串到本安電壓電路中。


圖1為本發明光耦隔離裝置的繼電模塊和光耦模塊的電路圖；圖2為本發明光耦隔離裝置的光耦單元的電路圖；圖3為本發明光耦隔離裝置的繼電模塊的電路圖；圖4為本發明光耦隔離裝置的控制開關和撥扭開關的電路圖。
具體實施例方式以下結合附圖進一步說明本發明的實施例。如圖1所示，本發明提供一種光耦隔離裝置，該裝置包含光耦模塊1，及與該光耦 模塊1電路連接的繼電模塊2。該光耦模塊1包含六個並聯連接的光耦單元；該六個光耦單元採用三個並聯連接 的光耦晶片U1、U2和U3，該光耦晶片U1、U2和U3採用TL521-4晶片；光耦晶片包含四個發 光二極體LED及四個光電三極體VT，而每個光耦晶片中所包含的四個發光二極體LED的兩 端分別依次佔據其管腳1、管腳2、管腳3、管腳4、管腳5、管腳5、管腳6、管腳7和管腳8 ；該 光耦晶片中的四個光電三極體VT的兩端分別依次佔據其管腳9、管腳10、管腳11、管腳12、 管腳13、管腳14、管腳15和管腳16如圖2所示，光耦單元U包含常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12，該常閉觸點回 路11包含輸入迴路111和輸出迴路112，該常開觸點迴路12包含輸入迴路121和輸出迴路 122。該常閉觸點迴路11的輸入迴路111包含串聯連接的電阻Rl和發光二極體LED2， 以及與電阻Rl和發光二極體LED2並聯連接的穩壓二極體ZDl。該電阻Rl的阻值為IK ；發 光二極體LED2在光耦晶片Ul的管腳1、2之間，管腳1為正極、管腳2為負極；該穩壓二極 管ZDl的型號為15KE16CA。常閉觸點迴路11的輸出迴路112包含光電三極體VT1，該光電 三極體VTl在光耦晶片Ul的管腳16、15之間，其中管腳15連接光電三極體VTl的發射極， 管腳16連接集電極。該常開觸點迴路12的輸入迴路121包含串聯連接的電阻R2和發光二極體LED3， 以及與電阻R2和發光二極體LED3並聯連接的穩壓二極體ZD2。該電阻Rl的阻值為IK ；發 光二極體LED3在光耦晶片Ul的管腳3、4之間，管腳3為正極、管腳4為負極；該穩壓二極 管ZD2的型號為15KE16CA。常開觸點迴路12的輸出迴路122包含光電三極體VT2，該光電 三極體VT2在光耦晶片Ul的管腳14、13之間，其中管腳13連接光電三極體VTl的發射極， 管腳14連接集電極。如圖3所示，繼電模塊2的輸入迴路21分別通過Li. 9連接本安電路的正極端，通過L1.7連接本安電路的負極端，該本安電路的本安電路電壓為12V。該繼電模塊2包含第 一觸點模塊22和第二觸點模塊23，該第一觸點模塊22電路通過Li. 9連接本安電路的正極 端，該第二觸點模塊23通過L2. 8電路連接非本安電路。繼電模塊2採用繼電器Kl，該繼電器K1為0MR0N12V繼電器，其型號為G6A-274P-ST-US。繼電模塊2的輸入迴路21包含串聯連接的電阻R13和發光二極體LED1，以及與電阻R13和發光二極體LED1並聯連接的二極體D1，及繼電器K1的觸發器，該觸發器佔繼電器 K1的管腳1和管腳16。繼電模塊2的第一觸點模塊22佔繼電器K1的管腳4、管腳6和管腳8，其中管腳 4和管腳6之間為第一觸點模塊22的常閉觸點；管腳4和管腳8之為第一觸點模塊22的 常開觸點。繼電模塊2的第二觸點模塊23佔繼電器K1的管腳13、管腳11和管腳9，其中管 腳13和管腳11之間為第二觸點模塊23的常閉觸點；管腳13和管腳9之為第二觸點模塊 23的常開觸點。如圖1所示，光耦單元U的常閉觸點迴路11的輸入迴路111的正極端電路連接繼 電模塊2第一觸點模塊23的常閉觸點，而光耦單元U的常開觸點迴路12的輸入迴路121 正極端電路連接第一觸點模塊23的常開觸點。光耦單元U的常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12的輸入迴路111和121的負極 端電路通過LI. 1連接本安電路的負極端。常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12的輸出迴路112和122的負極端電路連接第 二觸點模塊23的常閉觸點，並通過L3. 7輸出至採煤機或掘進機之類機器的控制模塊PLC， 其大小為DC24V VG。而繼電模塊2的第二觸點模塊23的常開觸點空置。常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12的輸出迴路112和122的正極端電路分別通 過L2. 1和L3. 1輸出至採煤機或掘進機內部的不同控制迴路，L2. 1和L3. 1輸出均為24V VG。L2. 1輸出至機器的控制模塊PLC，而L3. 1輸出至採煤機或掘進機之類機器內部用於觸 發工作的一繼電器線圈的一腳，該繼電器線圈的另一腳與非本安電路正極連接。如圖4所示，本發明光耦隔離裝置還包含設置在繼電模塊2的輸入迴路21與本安 電路的負極端之間的撥扭開關B7。繼電模塊2的輸入迴路21通過L1. 7與撥扭開關B7連 接。常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12的輸入迴路112和122負極端與本安電路的 負極端之間設置有控制開關B1。其中常閉觸點迴路11和常開觸點迴路12的輸入迴路112 和122負極端通過LI. 1與控制開關B1連接。由圖1可見，光耦模塊1中其餘光耦單元在電路中的連接關係，同理於光耦單元U。本發明光耦隔離裝置的運作流程如下本發明光耦隔離裝置裝載在採煤機或掘進機之類的機器的電路中對本安電路和 非本安電路進行光電隔離。當該採煤機或掘進機之類的機器正常操作時，撥扭開關B7斷開，L1. 7處未連接本 安電路的負極端，繼電模塊2的輸入迴路21上無施加電壓，使繼電器K1未觸發吸合，其第 一觸點模塊22和第二觸點模塊23的常閉觸點有效。由於第二觸點模塊23的常閉觸點導 通，使L2. 8和L3. 7導通，L3. 7向控制模塊PLC輸出信號。由於第一觸點模塊22的常閉觸 點導通，光耦單元U的常閉觸點迴路11的輸入迴路111的正極端電路處於帶電狀態。當圖 4中的控制開關B1閉合，LI. 1有來自本安電路的電壓輸入，常閉觸點迴路11的輸入迴路 111內導通本安電路，使發光二極體LED2工作發光，同時光電三極體VT1接收該光能導通，並使常閉觸點迴路11的輸出迴路112內導通非本安電路，同時L2. 1和L3. 7之間導通，使 L2.1有輸出信號DC 24VG送到控制模塊PLC，由於控制模塊PLC的公共端接DC 24V+，所以 當L2. 1的信號輸入時，即可觸發控制模塊PLC控制採煤機或掘進機之類的機器工作。由圖1和圖4中電路的連接關係可見，L2. 2、L2. 3、L2. 4、L2. 5和L2. 6的工作原理 與L2. 1同理，都輸出信號送到控制模塊PLC。當機器應急操作時，撥扭開關B7閉合，繼電模塊2的輸入迴路2 1上施加有本安電 路的電壓，繼電器Kl觸發吸合，使第一觸點模塊22和第二觸點模塊23的常閉觸點斷開、同 時常開觸點閉合。由於第二觸點模塊23的常開觸點導通，而該常開觸點空接，使L2.8和 L3. 7未導通，L3. 7無信號輸出給控制模塊PLC ；同時由於輸入迴路21導通，使LEDl工作發 光，警告工作人員該機器處於應急操作。由於第一觸點模塊22的常開觸點閉合導通，光耦 單元U的常開觸點迴路12的輸入迴路121的正極端電路處於帶電狀態，當圖4中的控制開 關Bl閉合，Li. 1有來自本安電路的電壓輸入，常開觸點迴路12的輸入迴路121內導通本 安電路，使發光二極體LED3工作發光，同時光電三極體VT2接收該光能導通，使L3. 1所連 接的機器內部的繼電器線圈的一腳與L3. 7導通，由於該繼電器線圈的另一腳接DC 24V+， 而L3.7接DC 24VG，L3. 1和L3.7之間導通即可觸發該繼電器工作，並控制機器進行相應的 應急工作。由圖1和圖4中電路的連接關係可見，L3. 2、L3. 3、L3. 4、L3. 5和L3. 6的工作原理 與L3. 1同理，都輸出信號送到機器內部。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
一種光耦隔離裝置，其特徵在於，該裝置電路連接在本安電路和非本安電路之間，該裝置包含光耦模塊(1)；該光耦模塊(1)包含若干個並聯連接的光耦單元(U)；所述光耦單元(U)包含常閉觸點迴路(11)和常開觸點迴路(12)，該常閉觸點迴路(11)包含輸入迴路(111)和輸出迴路(112)，該常開觸點迴路(12)包含輸入迴路(121)和輸出迴路(122)；與所述光耦模塊(1)電路連接的繼電模塊(2)；該繼電模塊(2)的輸入迴路(21)分別連接本安電路的正極端和負極端，該繼電模塊(2)包含第一觸點模塊(22)和第二觸點模塊(23)，該第一觸點模塊(21)電路連接所述的本安電路的正極端，該第二觸點模塊(22)電路連接所述的非本安電路的負極；所述的常閉觸點迴路(11)的輸入迴路(111)的正極端電路連接所述第一觸點模塊(21)的常閉觸點，所述的常開觸點迴路(12)的輸入迴路(121)的正極端電路連接所述第一觸點模塊(21)的常開觸點；該常閉觸點迴路(11)和常開觸點迴路(12)的輸入迴路(111)、(121)負極端電路連接本安電路的負極端；所述的常閉觸點迴路(11)和常開觸點迴路(12)的輸出迴路(112)、(122)的負極端電路連接所述第二觸點模塊(22)的常閉觸點，所述第二觸點模塊(22)的常開觸點空置；該光耦隔離裝置還包含設置在繼電模塊(2)的輸入迴路(21)與本安電路的負極端之間的撥扭開關(B7)。
2.如權利要求1所述的光耦隔離裝置，其特徵在於，在所述的常閉觸點迴路(11)和常 開觸點迴路(12)的輸入迴路(111)、(121)負極端與本安電路的負極端之間設置有控制開 關(B1)。
全文摘要
本發明提供一種光耦隔離裝置，該裝置包含光耦模塊，與光耦模塊電路連接的繼電模塊；該繼電模塊包含第一觸點模塊和第二觸點模塊，該光耦模塊包含若干個並聯連接的光耦單元；該光耦隔離裝置還包含設置在繼電模塊的輸入迴路與本安電路的負極端之間的撥扭開關。本發明採用光耦模塊和繼電模塊，將電路中本安電路和非本安電路隔離，防止工程現場強電磁的幹擾或非本安電壓通過輸出通道反串到本安電壓電路中。
文檔編號H02H3/02GK101820160SQ201010132719
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者吳福濤, 周學華, 徐桂軍, 秦文彬, 趙江偉 申請人:上海創力礦山設備有限公司