专利名称：煤矿井下通用计算机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通用计算机，尤其适用于在煤矿井下使用的通用计算机。
背景技术：
目前煤矿井下所使用的计算机，大多为隔爆型计算机，它是采用密封的方法，将整 个计算机密封在防爆金属壳体内部，即使内部电气元件发生打火，引起内部爆炸，由于壳体 强度很大，产生的爆炸力被壳体封挡并熄灭，爆炸火焰传不到外部环境中，从而起到防爆目 的，这类计算机防爆处理简单，不能满足像煤矿井下湿度、粉尘、高瓦斯等恶劣条件下的使 用要求，而且重量较重。目前煤矿井下使用的计算机也存在一些隔爆兼本安型计算机，但是 它的运算速度慢，存储量小，提供的电气接口也少，不能实现各种接口的电气隔离，而且价 格昂贵，已经不能满足当前煤矿井下生产的需求。
发明内容本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种具有通用性强、具有 本质安全型接口、便于操作的井下通用计算机。本实用新型煤矿井下通用计算机主要由主机、显示器、键盘及接口电路板按照标 准电路连接组成，主机由核心板、通讯板、电源板及接口电路组成，主机、显示器、电源板安 装在一个密封的金属壳体内。核心板通过两种本安接口同输入电路连接，一路通过鼠际键 盘接口电路同本安型接口隔离器的输入口连接，本安型接口隔离器的输出口与触摸板键盘 连接；另一路是以太网接口通过安全栅与光纤转换板连接。所述计算机所连接硬盘为大容量工业级宽温防振硬盘；所述本安型接口隔离器为 标准光电隔离电路。有益效果本实用新型的通用型隔爆兼本安计算机结构紧凑坚固、工作温度范围 宽、通过选用低功耗PC104板卡实现低功耗设计。此外，具有符合本质安全型标准的输入接 口和网络接口，能够满足各种需求。该方案具有运行速度快，可靠性高，价格相对低廉的特 点，并且符合隔爆兼本安要求，能够满足各种恶劣条件下的应用。
图1是本实用新型煤矿井下通用计算机连接模式图。图2是本实用新型本安型接口隔离器的原理图。图3是本实用新型的网络框图。图中1_核心板；2-通讯板；3-电源板；4-液晶驱动板；5-17'液晶显示器；6-喇 叭；71-安全栅；72-光纤转换板；81、82-2. 5'大容量工业级宽温防震硬盘；9-本安型接口 隔离器；10-触摸板键盘；11-电流环转换器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明[0013]如图所示，本实用新型煤矿井下通用计算机主要由主机、显示器5、键盘10及接口 电路板按照标准电路连接组成，主机由核心板1、通讯板2、电源板3及接口电路组成，主机、 显示器、电源板安装在一个密封的金属壳体内。核心板通过两种本安接口同输入电路连接， 一路通过鼠标键盘接口电路同本安型接口隔离器9的输入口连接，本安型接口隔离器9的 输出口与触摸板键盘10连接；另一路是以太网接口通过安全栅71与光纤转换板72连接。 计算机所连接硬盘为大容量工业级宽温防振硬盘81、82。由核心板1、通讯板2和电源板3为主体，液晶驱动板4、17'液晶显示器5、喇叭 6、安全栅71、光纤转换板72、两个2. 5'大容量工业级宽温防震硬盘81、82、本安型接口隔 离器9、触摸板键盘10和RS232转电流环转换器11全部连接在上述三块PC104板卡上。核心板1、通讯板2和电源板3作为计算机的主体，通过PC104工业计算机总线插 接在一起，由总线实现数据交换和电源供给。核心板1在计算机的最上层，顶散热片12与 计算机隔爆外壳上层板紧密接触，并在接触面涂抹导热硅胶。电源板在计算机的最下层，底 散热片13通过导热硅胶与隔爆外壳的下层板紧密接触。这样可以有效的保证计算机散热， 提高本专利的稳定性。17'液晶显示器5通过IXD接口与液晶驱动板4连接，由电源板3 提供供电电源。液晶驱动板4实现核心板1与17'液晶显示器5的信号传输。喇叭6固定 在隔爆外壳上，通过信号线连接核心板1的声卡接口，提供声音输出。光纤转换板72通过 安全栅71连接在核心板1的网络接口上，实现计算机以太网和光纤的转换。安全栅71用 于网络接口的能量限制，使网络接口达到本安标准。两个2. 5 ‘大容量工业级宽温防震硬盘 81,82通过数据线连接核心板1的硬盘接口，用于储存用户数据。计算机运行时，硬盘81作 为主盘，实现计算机的正常工作，硬盘82用作系统冗余，保证计算机在硬盘81故障的情况 下正常工作，同时也能够用作数据备份。触摸板键盘10与核心板1的本安型接口通过信号 线连接，使用自制的接口隔离器9实现键盘鼠标接口的电气隔离，接口隔离器9由电源板3 供电。电流环转换器11连接到通讯板2的串口上，实现RS232到电流环的转换。图2所示为本安型接口隔离器其中一组电路。隔离器具有完全相同的两组电路， 分别隔离键盘和鼠标。隔离功能主要由光电隔离电路来实现。隔离电路的1端和8端分别 接两组本安电源；4端和5端为隔离地；2端3端接键盘或鼠标的DATA与CLK ；6端和7端 接主机的DATA和CLK。图中R1、R2、R3、R4为匹配电阻，C1、C2为滤波电容。工作时，需要外部110V 245V交流电源供电，通过电源板3转换后供给其他部 件。计算机可以通过各种本安型电气接口与其他设备通讯，实现数据传输。工业级宽温防 震硬盘81、82用于存储操作系统，必要的软件等。触摸板键盘10和17'液晶显示器5实现 人机交互。核心板1、通讯板2和电源板3之间使用堆栈式总线连接，传输数据的同时能起 到固定作用。模块化设计使装置简单化、系列化、标准化，提高了系统的可靠性。图3为作为井下主监测装置的应用实例。计算机的CAm接口和CAN2接口各作为 独立节点挂载在CAN总线上，与安装在液压支架立柱上的压力监测单元组成通讯网络。CAN 总线最大节点数为110个左右，而为适应实际需求，最大需要实现对近300个液压支架同时 进行监测。为此，在总线上的每5到8节点间安装隔离中继，该设备同时能起到电气隔离的 作用。工作时，每台液压支架上的监测单元通过安装在立柱下腔的压力传感器，实时采 集立柱下腔内液体压力的数据，并通过CAN总线汇总至隔爆兼本安计算机的通讯板2。通
4讯板2对数据进行滤波和预处理后，传输给核心板1。核心板1收到数据后保存在硬盘81 的实时数据库中，同时对数据进行分析、处理，通过17'液晶显示器5显示各支架状况。处 理过的数据被保存至硬盘81备查。每隔一定时间，会将硬盘81里保存的数据备份至硬盘 82。本专利通过预装的软件可以实现支架压力参数监测，异常参数报警，实时显示错误信息 等功能。计算机还可以通过本安型通讯接口与各个压力监测单元通讯，设置它们的工作状 态。
权利要求一种煤矿井下通用计算机，主要由主机、显示器(5)、键盘(10)及接口电路板按照标准电路连接组成，主机由核心板(1)、通讯板(2)、电源板(3)及接口电路组成，主机、显示器、电源板安装在一个密封的金属壳体内，其特征在于所述的核心板(1)通过两种本安接口同输入电路连接，一路通过鼠标键盘接口电路同本安型接口隔离器(9)的输入口连接，本安型接口隔离器(9)的输出口与触摸板键盘(10)连接；另一路是以太网接口通过安全栅(71)与光纤转换板(72)连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下通用计算机，其特征在于所述计算机所连接硬盘 为大容量工业级宽温防振硬盘(81、82)。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下通用计算机，其特征在于所述本安型接口隔离器 (9)为标准光电隔离电路。
专利摘要一种煤矿井下通用计算机，适用于煤矿井下等工作环境含有曝炸性混合物的场合。它主要由主机、显示器、键盘及接口电路板组成，主机由核心板、通讯板、电源板及接口电路组成。具有本质安全型输入接口和网络接口，其结构紧凑坚固、工作温度范围宽、功耗低、发热量小，通用性强，运行速度快，可靠性高，价格相对低廉，使用效果良好，能够满足各种恶劣条件下的应用。
文档编号G06F3/00GK201654674SQ20092029894
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者于月森, 伍小杰, 吴迪, 孙新贺, 左东升, 戴鹏, 王贵峰 申请人:中国矿业大学;徐州宝迪电气有限公司