专利名称：矿用电脑自动真空磁力起动器的制作方法
技术领域：
本实用新型的矿用电脑自动真空磁力起动器，属计算机技术和开关控制技术领域，具体涉及微机控制的全自动真空磁力起动器。
现在的真空磁力起动器，采用传统的继电器控制，线路复杂，不便维修也不安全，体积大而笨重，故障率高且难于排除，特别是矿用真空磁力起动器，经常因控制设备的故障造成长期停产维修更换，带来巨大的生产和经济损失。基于这种情况，在矿用设备中淘汰笨重和不可靠的继电器势在必然，代之以计算机自动控制、监测、管理是技术进步的势在必行。因此本发明的目的是向社会提供一种由计算机(特别是单片微机)控制和监测的自动化程度较高的矿用真空磁力起动器，这将是真空磁力起动器的升级与换代产品。
本实用新型所述的矿用电脑自动真空磁力起动器的技术方案是该真空磁力起动器由换向隔离开关及其出人动力线和单片微机及它控制的真空磁力起动器组装在机箱壳体中，该机箱壳体要符合矿用和井下环境的特殊要求。单片微机包括它的软硬件，其中软件是系统软件包。硬件包括监测与监控的信息采集、传感、输入、传输、转换、处理、联网控制(联网控制指资源共享的联机、联网、实现群机联控联动)、输出、闭锁、显示与报警和指示部分所需的各功能电子电路及各功能存储器，机箱壳体的安全设置(如安全电子锁和安全门开关)，以及组装它们的电路板，连接它们的电缆、导线和接插件，构成它们的电子元件、器件、组件、部件，其技术特点有a).所述的真空磁力起动器是隔爆兼安全火花型的，这就要求机箱与其中的电路等符合防爆与隔爆的矿用标准。b).所述的单片微机硬件包括的各功能电子电路有监测与监控信息的采集和传感部分包括传感信息、采集信息、故障信息、控制信息、指令信息、联控信息的输入部件、组件及上述各信息的输入电路；监测与监控信息的传输部分包括指令信息、控制信息、联控信息、输入信息、输出信息、转换信息、处理信息、故障信息、存储信息的各种传输电路及其传输线或传输总线、传输部件；监测与监控信息的转换和处理部分包括指令信息、控制信息、故障信息、联控信息、存储信息、转换信息、处理信息的数码、字节、代码、数值、幅度、波形、频率、相位、周期的变化、改变、转换、编码、译码、运算、处理的各功能电路及辅助电路编码电路、译码电路、逻辑电路、数据处理电路(如分解、组合、读写等)、运算电路(包括cpu)、时钟电路、复位电路、模数转换电路、硬件中断电路、缓冲电路、保护电路、采样电路、变换电路、模拟电路、切换电路、芯片选通电路、整流电路、滤波电路、门电路、开关电路、放大电路等；监测与监控信息的联网部分包括联机、联网以实现多机顺控、联控与集中控制的各种联控联动信息相互交换的联接部件、组件和接口电路、外接控制电路等；监测与监控信息的输出部分包括控制信息、指令信息、联控信息、故障信息、显示信息、指示信息、保警信息、驱动信息的输出部件、组件及各输出电路等；监测与监控信息的显示、指示、报警、闭锁、驱动部分包括控制信息、联控信息、闭锁信息、显示信息、指示信息、报警信息、驱动信息、故障信息等的显示电路、指示电路、报警电路、闭锁电路、驱动电路、故障电路及其各功能部件、组件；监测与监控信息的存储部分包括指令信息、控制信息、联控信息、处理信息、存储信息、设置参数信息的存储电路，主要是不同功能和不同容量的存储器为主构成的存储电路；此外还有电源电路、主控电路、抗干扰电路、自检电路(包括预监测电路)等等，以及上述各功能电子电路的辅助电路，这些电路按功能连接一起组成了或构成了该单片微机的硬件部分。c).所述的单片微机的软件包采用模块式结构，使用汇编语言编程，软件程序分主程序和各子程序，主程序以优先级按各种请求或需要调用或中断各子程序，该系统软件包可以存储在该单片微机内部设置的或外部扩展的不同功能和不同容量的存储器中。d).所述的机箱壳体上的安全装置，包括一个该真空磁力起动器工作电源闭锁开关的电子锁和一个机箱门控开关，它们分别设置在机箱壳体上或其门上。e).人机对话的机构所述的单片微机对该真空磁力起动器的控制方式有单台本地控制、单台远程控制、多台顺序控制、多台联动控制、多台集中控制、主控、被控、主电路换向、系统复位操作等，这些控制方式的控制参数有负载额定电压、负载额定电流、顺控延迟时间、过载延迟时间、欠压分闸延迟时间等，控制的运行状况有本地控制、远程控制、多台顺控、多台联控、集中控制、主控、被控、故障闭锁、参数设置等，这些运行状况的控制参数有额定电压、额定电流、顺控延时、过载延时、欠压分闸延时、漏电、短路、接地、缺相、断相、过载、超压、欠压、负载不平衡(相间电压失平衡)等，控制的环境状况参数有，机箱内瓦斯超限、机箱外瓦斯超限、防潮、防尘等，控制的开关状况参数有机箱门开关、启停控制失灵、真空磁力开关状况、磁力开关真空失效等，上述控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数宽值域范围的设定、选择、修改、调用，通过人机对话机构完成或实现即由单片微机的键盘有关功能键和显示器配合操作构成的机构完成或实现，由该单片微机内部设置的或外部扩展的存储器存储和记忆，由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作进行调用和实时监测与监控。f).自检测或自诊断机构在该真空磁力起动器启动之前，单片微机对自身及其硬件的各功能电子电路的操作性能进行自检测或自诊断，自检测或自诊断的范围包括监测与监控信息从采集、传感、输入直到输出、闭锁、显示、指示与报警全过程的各电子电路，这些电子电路包括各功能存储器、单片微机以及联网控制的接口电路、外部控制电路，该机构由单片微机的软件系统，各存储器与各功能电子电路配合操作构成并实现自检测或自诊断和故障监测，出现故障时进行闭锁、显示、报警并指示故障出现的部位，原因和处理方法。g).预监测机构在该真空磁力起动器启动运行前，单片微机对起动器各部件(包括真空磁力开关)、电源、环境的安全参数进行预先监测的项目有漏电、断相、缺相、超压、欠压、相间电压失平衡、机箱内瓦斯超限、机箱外瓦斯超限、机箱门开关、磁力开关真空失效等，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并实现启动前的预先监测和故障监测、故障闭锁、显示、报警及指示故障出现的部位、原因与处理方法。h).实时监测与监控机构在该真空磁力起动器启动运行时，单片微机根据需要对已设定的控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数进行实时监测与监控和对上述各参数的故障监测，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并完成或实现实时监测与监控，出现故障时进行停机闭锁、显示、报警并指示故障出现的部位、原因与处理方法。
如上所述的矿用电脑自动真空磁力起动器，详细的技术特点有a).所述的电源信息的传感电路其传感部件是无接触的电磁感应传感器；所述的环境信息的传感电路主要是瓦斯信息的传感电路，其传感部件是瓦斯气敏传感器；b).所述的传输电路凡在强－弱电讯号间相互传输信息均采用无接触的光电耦合结构，形成了光电耦合传输电路；c).所述的数字信息的处理电路包括编码电路、译码电路、逻辑电路、复位电路、数据处理电路、运算电路(含CPU)、时钟电路、缓冲电路、硬件中断电路；所述的模拟信息的处理电路包括整流电路、滤波电路、放大电路、开关电路、门电路、采样电路、多路模拟电路、开关切换电路、采样保持电路、模／数(A／D)转换电路，且上述各电路连接成功能的结构；d).所述的人机对话的参数设置机构由信息输入的参数设置键、数字代码输入键、数字代码移位键、参数存储键和数字代码双显示屏幕(或双显示器)配合组成；e).所述的显示电路与指示电路包括运行时的实时电压、电流和机箱外瓦斯浓度的超限的指示和显示；出现故障时的故障闭锁、显示、报警并指出故障出现的部位、原因及处理方法；f).所述的驱动电路是真空磁力开关的驱动电路，该驱动电路由无触点的双向可控硅为主构成；g).所述的系统软件包的模块式结构分主程序模块和各子程序模块，它们分别以模块式宏汇编子程序存储于单片微机内部设置的和外部扩展的只读存储器中，形成了该单片微机的固化系统软件包；h).所述的抗干扰电路包括光电耦合传输电路、电源去耦电路、硬件滤波电路、稳压电路和软件滤波；i).该单片微机的各功能电子电路(包括存储电路)按操作、维修、组装的需要分别组装在若干块接插件式电路板上，这些接插件式电路板均安装在一个防尘密封箱中，且这些接插件式的电路板均全面涂有防潮涂层，如硅橡胶涂层；j).所述的自检测或自诊断和预监测机构该真空磁力起动器的单片微机对自身及其硬件的各功能电子电路的工作性能的自检测或自诊断及对真空磁力起动器的各部件、电源、环境各参数进行的预监测是由自检子程序控制双向可控硅产生故障模拟信息以程控自检或自诊断硬件各功能电子电路的故障及预监测真空磁力起动器各部件、电源、环境各参数的故障的机构；k).所述的机箱壳体上设置的安全电子锁开启时，该真空磁力起动器工作电源接通，断开时工作电源关断；机箱壳体上的安全设置还包括所有电子电路板均涂有防尘涂层和它们均安装在防潮密封箱中。
如上所述的电脑自动真空磁力起动器，其更详细的技术内容还有a).所述的电源信息的无接触式电磁感应传感器包括一个在电源任两相上设置的变压器用以采集电压信息，采集值可以是5、10、15、20、30伏等，在每相上设置一个电流互感器，用以采集电流信息，采样比为1／200、1／400等；b).所述的在强－－弱电讯号间相互传输信息的光电耦合电路是以光电耦合器为主构成的，该结构的电路在每个传输线上设置一个，这种传输电路有抗干扰、安全等优点；c).所述的模拟信号的处理电路之整流电路是以运算放大器为主构成的精密整流电路，滤波电路是窄带通滤波电路，如带宽为10～100Hz的窄带通滤波；d).所述的人机对话的数字代码双显示屏幕(或显示器)是分别显示四位代码或／和数字的显示屏幕(或显示器)，参数设置按参数设置的数字代码表所标明的参数代码通过人机对话方式操作完成；e).所述的故障显示是出现故障时数字代码双显示屏幕(或显示器)的一个屏幕(或显示器)作故障显示报警，另一个屏幕(或显示器)用来显示故障代码，指示故障出现的部位、原因和处理方法。一张故障代码表对应表明故障代码及其表示的故障部位，原因和处理方法。如两个屏幕显示“ERR 01”就可查阅故障代码表ERR 01是漏电故障，并标明故障部位、原因和处理方法。再如ERR 08是缺相故障，故障代码表中针对08标明对应的故障部位、原因和处理方法；f).所述的软件滤波包括软件数字滤波和软件伪故障码判别(分伪故障中断信号的判别和采样信号的伪故障码信号的判别)，使转换后的数字信息中的干扰部分得以滤除；g).所述的真空磁力起动器的接插式电路板有电源电路板、程控电路板、监控电路板、显示电路板；其中程控电路板上有单片微机、存储软件程序的存储器等，监控电路板则是监测与监控电路汇集一起组成的。h)所述的系统软件包的各子程序有复位、初始化、参数设置、自检(包括预监测)，参数处理、数据寄存、模数转换、参数分析、故障判别、故障闭锁、运行显示、故障显示、中断服务。其中设置的参数存储在停电不会丢失的电可擦除的只读存储器中，该存储器是单片微机外部扩展的存储器。i)所述的自检(包括预监测)子程序的主要程序包括自检代码产生、译码、模拟信号产生、程控自检(包括预监测)、读自检数据、故障判别。j)所述的中断服务子程序的主要程序包括响应中断、现场参数压栈、读监控参数、参数分析、故障判别、故障闭锁、显示故障代码，读设置参数、修改设置参数、显示设置参数、存储设置参数(包括存入电可擦的只读存储器中)。该中断服务子程序在软件的任何程序操作执行中均可根据优先级中断运行中的程序，及时插入并执行中断服务子程序。
本实用新型所述的矿用电脑自动真空磁力起动器优点是1)由单片微机监控的该真空磁力起动器技术先进，自动化程度高；2)由单片微机及时监测该真空磁力起动器的各种故障进行闭锁停机，使生产更加安全可靠；3)由单片微机控制的该真空磁力起动器甩掉了传统的复杂笨重的继电器，代之以接插件式电路板，维修方便，勿须停产上井维修；4)由该单片微机对真空磁力起动器在起动运行前进行一系列安全和故障监测，可预先清除生产或设备的隐患，做到防患于未然，形成预防为主的安全生产。上述几点对矿用设备和生产意义是重大的。该真空磁力起动器还可以广泛用于化工、冶金等易燃易爆的危险作业环境中。
本实用新型的说明书附图共11幅。
图1、实施例1的矿用电脑自动真空磁力起动器的外形示意图；图2、图1所示的起动器机箱上部密封防尘箱体及其插接式电路板的结构示意图；图3、起动器总体电原理图；图4、插接件式电路板之一监控电路板电路原理图；图5、图4所示A与B的电路原理图；图6、机箱外部瓦斯浓度超限的监测电路原理图；图7、接插件式电源电路板电路原理图；图8、插接件式程控电路板电路原理图；图9、接插件式显示电路板电路原理图；图10、软件主程序框图；图11、软件中断服务子程序框图。因篇幅关系，下面结合实施例对图1－图11作详细说明。上述各图使用统一编号与标号，即同一元件在各图中标号全一样。
本实用新型的非限定实施例如下例一本例的矿用电脑自动真空磁力起动器如说明书附图1－－11所示，11图中图1示出其机箱外形及下部门面结构，图2示出机箱上部防尘密封箱体和接插件式电路板结构，图3－图9是它的电路原理图，图10－图11示出它的软件程序框图，其中图10是主程序框图，图11是中断服务子程序框图。例中的表1给出故障代码表。表2给出参数设置代码表。为节省篇幅，下面叙述该例内容按前述的技术方案行文，结合附图内容作说明。该例的矿用电脑自动真空磁力起动器由换向隔离开关1(图1中之1，2正向接通，3断，4反向接通)及其出入动力线(图1中6为出线，5为入线)和单片微机201(图8之201)及它控制的真空磁力起动器7－306(在图1－11中)组装在机箱壳体中。单片微机201包括它的软硬件，其中软件是系统软件包，采用模块式结构，使用汇编语言编程，软件程序分主程序和各子程序，主程序以优先级按各种需要和请求调用或中断各子程序。系统软件包的模块式结构分主程序模块和各子程序模块，它们分别以模块式宏汇编子程序存储在该单片微机内部设置的或外部扩展的各种功能和不同容量的存储器中。例如模块式结构的各程序，可以存储在单片微机内部设置的或外部扩展的只读存储器中，这些只读存储器可以是容量为4K、8K、16K、64K¨的只读存储器，形成了固化的系统软件包。主程序框图如图10所示，其主要程序有复位257(包括上电复位或手动复位)，系统初始化258，调用自检(包括预监测)子程序259，读电可擦只读存储器中设置的参数260，数据处理261，数据寄存262，调用A／D(模／数)转换子程序263，调用参数分析子程序264，故障判别265，正常显示电压与电流266，闭锁停机267，故障代码显示268等程序。各子程序有复位、初始化、自检(包括预监测)、参数设置、数据处理、数据寄存、A／D(模／数)转换、参数分析、故障判别、正常显示与指示、故障闭锁、故障显示与指示、中断服务等等。所设置的参数(如控制方式、运行状况、开关状况的各参数)可存储于停电不会丢失的电可擦永久性只读存储器中，该存储器也可以是容量为4K、8K、16K、64K…的，它可以是该单片微机外部扩展的。再如自检(包括预监测)子程序的主要程序包括自检代码产生、译码、模拟信号产生、程控自检(包括预监测)、故障判别等等。再如中断服务子程序，其框图示在图11中，其主要程序包括响应中断269、现场参数压栈270、读监控参数271、参数分析272、漏电故障判别273、漏电故障闭锁274、漏电故障显示、报警与故障代码指示275、机箱内瓦斯超限故障判别276、机箱内瓦斯超限故障闭锁277、瓦斯超限显示、报警及故障代码指示278、防爆门未关严故障判别279、防爆门未关严故障闭锁280、防爆门未关严故障显示、报警及故障代码指示281、真空失效故障判别282、真空失效故障闭锁283、真空失效故障显示、报警与故障代码指示284、开关状况参数分析285、读开关状况参数值286、开关状况故障判别287、开关状况正常并启动288、开关故障闭锁停机289、复位290、联网控制参数分析291、读控制方式参数值292、顺控延时293、联控294、启动295、闭锁停机296、参数设置开始297、显示设置参数298、读设置的各参数值299、显示修改参数值300、修改参数存储301、设置参数结束302、复位303、设置参数转存304、从寄存器中写入EPROM电可擦只读存储器305、复位306。该中断服务子程序在软件的任何程序操作执行中，均可根据优先级及时中断运行中的程序，插入并执行中断服务子程序。
单片微机的硬件包括监测与监控信息的采集、传感、输入、转换、传输、联网控制(联网控制指信息资源共享的联机、联网实现群机联控联动)、输出、闭锁、显示与指示和报警各部分所需的各功能电子电路及各功能存储器，机箱壳体上的安全设置－－电子锁(即电源工作开关)和机箱门开关。上述所需的各功能电子电路有传感电路、输入电路、采样电路、变换电路、转换电路、传输电路、数据处理电路、逻辑电路、时钟电路、编码电路、译码电路、运算电路(包括CPU，其中有单独的或主从或并列及群或网的CPU)、复位电路、输出电路、显示电路、指示电路、报警电路、故障闭锁电路、驱动电路、主控电路、存储电路、自检测电路、预监测电路、接口电路、外部控制电路、抗干扰电路、电源电路等等以及上述各功能电子电路的辅助电路，诸如整流电路、滤波电路、稳压电路、放大电路、开关电路、门电路、模拟电路、开关切换电路、芯片选通电路、缓冲电路、去耦电路、硬件中断电路、保护电路等等。这些电路自然也包括组装这些电路的电路板，连接它们的电缆、电线、接插件，构成它们的各电子元件、器件、组件、部件。这些大部分已示于图1～图9中，其中图3是该例的矿用电脑自动真空磁力起动器的电路总原理图。图中25～27为三相入线，工作电源将从26、27两相上取出，28、29为两相上的熔断器，开关30是与换向隔离开关1联控联动的电路开关，31为工作电源的变压器，初级32～35、还有36构成电压选择开关(即图1中之10)、次级37为127伏绕组是磁力吸合器(磁力线圈)40的供电路，吸合器40将驱动真空磁力开关41和联控联动开关42一起动作。另两组次级绕组38与39为18伏将变为直流＋15伏和－15伏作各电路工作的供电源。采集电源信息之电压信息的电磁传感器由绕组38(38a与b)及电阻148、可调动端53构成，其中变压器31及其初级(32～36)、次级(38)绕组构成了无接触电磁感应传感器之一。它设置在电源的任两相上(如26、27两相上)。设置在三相电源每一相上的另一种无接触电磁感应传感器，是采集电源电流信息的三个电流互感器43～45，它们分别设置在25、26、27三相上，它们与其它辅助元器件及输入端构成了三个相应的传感电路。46为负载(如电机)，47是机箱内瓦斯气敏传感电路，48为机箱外瓦斯气敏传感电路，它们采集环境信息。50是接插件式监控电路板22和程控电路板21间的交换各种信息的传输线或总线，51是程控电路板21和显示电路板23之间的传输线或总线，52是监控电路板22和电源电路板24间的传输线和总线。为维修方便和矿用安全，上述电路板21－24均为接插件式，它们组装在一个密封防尘箱体20中(该结构由图2示出)，而且这些接插件式各电路板21－24每个板都全面涂有防潮涂层(如硅橡胶等防潮涂层)，也是为了矿井下防爆防火花等安全问题才专门采用的安全设置。图4展示了监控电路板22的全貌结构。其中，电源信息的电压采集由绕组38上的选择调整端53取出，输到电路板22上。电流采集分别由每相上设置的一个电流互感器43－45完成，由54－56输至电路板22上。54－56与一些电阻构成了电源信息的输入电路，由53、A、B、61，54、A、B、62，55、A、B、63，56、A、B、64构成了电源信息的电压与电流的采集电路，其中滤波电路A和整流电路B的结构示于图5中。滤波电路A，即由53、49、117等构成的，是窄带通滤波电路(如带宽为0－100hz)，其中117是运算放大器。整流电路B，即由118－124、49等构成，是精密整流电路，如采用周期微分累加均值方法进行整流的电路，其中118、119是运算放大器，120－122是二极管。上述四路电源信息分由61－64传输至程控电路板21上，经过多路模拟电路、开关切换电路165，从168输给采样保持电路169，又经171至模／数(A／D)转换电路172，变为数字信号分八路从177－184进入单片微机201进行数据处理。其中166－167是多路模拟电路与单片微机201的信息交换与控制线，170是采样保持电路169与单片机201的信息交换与控制线，173－176则是单片机201与模／数转换电路172交换控制的连线。一个漏电的监测监控电路由60、A、B、65、66、67、49等构成，其中60为电源信息输入端，A为前述的窄带通滤波电路，B为精密整流电路，65为运算放大器为主构成的放大电路。66是光电耦合器，以它为主构成光电耦合传输电路，其中66是由一个发光二极管构成传输端，另一个与发光二极管无接触的光敏三极管作信息接收端，构成的光电耦合器。这种结构的光电耦合传输电路在强－－弱电讯号间信息传输的每个传输线上设置一个光电耦合电路。该传输电路的输出端是67与49，该电路在真空磁力起动器运行时可使用之。一个在磁力起动器启动前的漏电监测电路在图7中示出。该电路由一个模拟漏电阻接在69和140的两端，69端须接大地，当该模拟电阻变小或出现漏电故障时，140端的控制信息使开关管139导通，由68端输出一个漏电监测信号，经过以70光电耦合器为主构成的光电耦合传输电路(70同于光电耦合器66结构)，从71输到监控板22上。138是桥式整流电路，其信息直接来自变压器31的次极(39a、b)，139为主构成了该漏电监测的开关电路。漏电故障信息将通过68、70、71接到程控板21上。67与71是与门电路212的两个输入端，经与门从其输出端213，输到缓冲器215中，然后进入编码电路216，从217－220进入201单片机中。上述的后一个漏电监测电路是启动前的自检测电路之一。另一个自检电路是磁力开关41的真空失效自检电路，该电路由141－147及72、73等构成。磁力开关41的真空管部位为145，未在图7中示出。在真空管145部位设置一对监测极143与146，使真空管145部位恰在这对监测极143与146之中央。在真空状态失效后，146和143将有交流信号，该信号从电容144等阻容元件经过147桥式整流后，信号由72－73加到监控板22上。141是交流阻隔二极管，142是稳压二极管。经过74为主(74是光电耦合器与66结构相同)构成的光电耦合传输电路。由75端至程控板21上，经过缓冲电路215，编码电路216，从217－220输给单片机201作处理。环境状况的监测与监控参数有机箱内瓦斯浓度超限、机箱外瓦斯浓度超限、防潮、防尘等。一个机箱内瓦斯超限的监测与监控电路结构是机箱内瓦斯气敏传感电路47，它示于图9中，其中248为瓦斯气敏传感器(如黑白元件的瓦斯气敏传感器)，247为调整电阻，它们构成瓦斯气敏传感电路。78、79为该传感电路输出端，连接至程控板21上。163和49(地端)接供电源(见图7中)。在监控电路板22上，经运算放大器80、81为主构成的放大电路，经过光电耦合器82(与光电耦合器66结构同)为主构成的光电耦合传输电路，由83输出至程控板21上，从83输入到缓冲电路215和编码电路216后，从217－220输入到单片机201上作处理。一个机箱外瓦斯浓度超限的监测与监控电路，结构是其传感电路48与传感电路47有全同的结构，不重述。76、77为传感电路的输出端，该电路的其余部位占据图4中D的位置，D图的具体电路结构示于图6中，123、124为两个运算放大器，以它们为主构成放大电路，再经过运算放大器125－129分别单独放大，由发光二极管130～134作显示，这五个发光二极管安装在显示板23上。它们发光时，分别表示箱外瓦斯浓度达到1％(发光管134亮)，2％(发光管133亮)，¨5％(发光管130亮)。一个启停开关11的监测与监控电路，从开关11(在显示电路板23上，见图9的11和图1的11)连84和地端49，接到监控电路板22上。经光电耦合器85(结构同于光电耦合器66)为主构成的光电耦合传输电路，由86输出监控信号至程控板21上。经过缓冲电路214和编码电路216，从217－220输入到单片机201作数据处理。一个箱门开关19的监测监控电路，由门控开关19(见图1之19)，即从87和地端49输入开关信号到光电耦合器88(与光电耦合器66结构全同)为主构成的光电耦合传输电路，从89输出信号至程控板21上，经缓冲电路214和编码电路216，该信号由217－220输入单片机201进行数据处理。一个开关状况的监测监控电路，主要监测监控真空磁力开关41。由于开关42与41联控联动，对辅助开关42的监测监控即是对真空磁力开关41的监测监控。该电路由开关42从90与地端49输入信号，经光电耦合器91(与光电耦合器66结构相同)为主构成的光电耦合传输电路，由92输出监测监控信息至程控板21上，经缓冲电路214和编码电路216，从217－220输入到单片机201中作数据分析处理。一套联网联控的电路包括各台微机控制的磁力起动器和其它机器设备的信息资源共用共享，以实现群机联控联动。其中，多台顺序控制或联动控制或集中控制是常用的方式。这套电路包括被动控制方式(主要是接收外部电路来的控制信号，对本机控制)，如按联机的顺序上一台(或前一台)及下一台(或后一台)机对本机的控制，这就有一对电路。还包括主动控制方式(主要是发出信号给外部被控制机)，对按联机顺序的上一台(或前一台)及下一台(或后一台)机受本机控制的一对电路。一对被控电路(接收控制信号受控)结构是一个受控信号由100－101输入，经过以光电耦合器102(与光电耦合器66结构全同)为主构成的光电耦合电路，控制信号由103经一个或非门108及其输出109传输至程控板21上。另一个电路的受控信号由104－105输入，经过以光电耦合器106(与光电耦合器66结构全同)为主构成的光电耦合传输电路之107端，经或非门108及其输出109传输到程控板21上，经缓冲电路214和编码电路216，从217－220输入单片微机201进行数据处理和分析。一对主控电路由单片微机201之110发出，分两路对联机的相邻(上台与下台机)两机进行控制，信号经倒相器111(或114)，经过光电耦合器112(或115)－－它们都与光电耦合器66有相同结构－－为主构成的光电耦合传输电路，从113、49(或116、49)端输出控制信号到联机的受控机器设备上。主控电路的驱动、闭锁等电路结构是一个启停控制信息由单片微机201通过93端发出，而另一端则根据故障等判别信息，由单片微机201通过94端发出。只有当开关管95导通时，开关管96、97才同时导通，此时才驱动真空磁力起动器的驱动器，信号经由98、99分两路至双向晶闸管136、137控制栅上，该驱动电路示在图7中。驱动信号由98输给晶闸管137的控栅，另一路驱动信号由99输给晶闸管136。37a和37b是变压器31的一组次级绕组，如是127伏的绕组，这127伏的绕组经过137、136晶闸管，从桥式整流电路135向驱动磁铁吸合器40a(为正端)、40b(为负端)便驱动真空磁力开关41动作。在图4和图6及其它图中，标号为c的均接供电源，如为＋15伏或－15伏的供电源，该电源将从图7中162或164输出。在程控电路板21上组装的电路除已叙述的之外，还有时钟电路，它以石英晶体振荡器188为主构成，并从189、190与单片微机201系统连接一起。一个复位电路12、与185～187、49等构成。185为上电复位端，12为手动复位按键。该复位电路与单片微机201通过187、49连线以串行方式等交换信息。191为外部扩展的电可擦只读存储器，它的容量可为4K、8K、16K等，它通过192～196、200连线和单片微机201交换信息。如194为单片微机201输给191的时钟信息。197～199等为主构成了只读存储器191的保护电路。人机对话的部分包括人对机的信息输入的控制部分和机对答的显示部分。人对机的输入控制部分由信息输入键盘的两个数码输入键14a、b和两个数码移位键15a、b，一个参数设置键16和一个参数存储键17等组成。它们均示在图1和图9中。两个数码输入键14a和14b与两个数码移位键15a和15b的输入端分别为202～205，输入一个四与门电路206和编码电路207，从208和209两端将信息输入单片微机201中。参数设置键16和参数存储键17的输入端分别为210和211，后进入缓冲电路214和编码电路216，然后由217～220输入单片微机201中。单片微机201进行数据处理、数据存储、数据计算(运算)、由221～227输出结果作显示与指示、报警(其中也包括各种故障信息的显示、指示与报警)。228为七段译码器为主构成的译码电路，230为电阻集排，七段信息由232～238输出到显示板23上作显示。该显示板23由图9示出。229为译码分配器为主构成的译码分配电路，231为电阻集排，239～246为输出端。由232～246构成的输出端接到显示板23上。其中232～238七段输入端分别与239、240、241、242构成了显示四位代码(如英文或汉语拚音字母作的代码)和数字(阿拉伯数字)的一个显示屏幕(或显示器)即图1中之7，另一个四位代码或／和数字的显示屏幕(或显示器)，是图1中之8，数字或代码的显示由七段输入端232～238分别和243、244、245、246构成。双显示屏幕(或双显示器)7与8构成了人机对话机构的另一半－－机对答结构。所述的显示电路和指示电路包括运行时实时工作的电压值(由显示屏幕7显示)、电流值(由显示屏幕8显示)，以及机箱外瓦斯浓度的发光二极管130、131、132、133、134显示和指示(它们那个发光便指示出实时机箱外瓦斯浓度)。在出现故障时故障闭锁的同时，由一个数字代码显示屏幕(或显示器)作故障显示、报警，另一个屏幕(或显示器)则用故障代码指示，故障出现的部位、原因及处理方法。一张故障代码表18对应表明故障代码与其表示的故障出现部位、原因和处理方法。如前所述的当出现故障时，例如一个屏幕(或显示器)7显示ERR，另一个屏幕(或显示器)显示01，或08，或013，从故障代码表18可查出所显示01、08、013故障的出现部位、原因及处理方法。这张故障代码表18列于下
从这张故障代码表上可知01为漏电故障，08为缺相故障，013为监控板故障，…。电源电路板24上(见图7)，集中了各电子电路的供电源。其中由38a、b、148～154构成一组正压供电源；取出电压可以是＋12伏～＋30伏(例如为＋18伏)，149是桥式整流电路，150、151是调整管为主构成调整电路，152、153为稳压二极管，154为三端稳压器，它进行直流变换。可从162输出＋9伏～＋25伏电压，对应38a、b端为18伏，162端可输出＋15伏。由39a、b、156～161构成另一组负压电源，结构同于正压供电源，取出电压可以是－12～－30伏(例如－18伏)，156为桥式整流电路，157、158为调整管，159、160为稳压管，161同于154是三端稳压器。把正压供电源的负端(地)与负压供电源的正端连接为地49，则从负压供电源的负端164可输出－9到－25伏的负电压，对应39ab为18伏时，164可输出－15伏负压电源，155为DC－DC变换器，它们可从商店购置。从163输出为＋5伏、＋6伏、＋9伏等电压，如163可以通过电子锁13(开关)向单片机201、时钟电路等供电。37、a、b、40、a、b、98、99、135－137构成了驱动电路的供电源。另一组39ab、138、139等构成了磁力开关启动前漏电检测的供电源。上述各电路的162、163、164等为主作为该真空磁力起动器各电子电路(包括辅助电路及单片微机)的供电源，如前述的C端(见图4、图6等)可由162等为其供电源。对于单片微机201，例如它可以是4位、8位、16位的微机，它包含着内存贮器，如可以有4K、8K、16K等内存贮器和多位CPU，还有数据处理、数字运算、数据存贮等多种电路，其实它本身就是一个单片的电子计算器(或处理器)为主的固体电路片，集成有多种功能的电路，如逻辑电路、运算电路、处理电路、内存贮器等。
除上述的单片微机的硬件及软件外，该单片微机控制的真空磁力起动器还有若干安全设置。首先，该例的真空磁力起动器的机箱与其中的电子电路必须符合防爆隔爆要求，即它是防爆兼安全火花型的。其次是控制电源工作开关的电子锁13，当电子锁13开启时，电子电路工作电源开关打开；当电子锁13关闭时，电子电路电源开关关断。另一个安全设置是门控开关19，如果机箱外瓦斯浓度超过安全指标，当门打开时，机箱内电子电路可能由于超过安全指标的瓦斯引入箱内，引起鸣火爆炸。故而，机箱门打开时，即开关19断开，便发出故障信号，进行故障闭锁，断电停机和作故障显示与报警。机箱的安全设置还包括接插件式电路板21－24均集中于一个防尘密封箱中，并在各电路板上全面涂上防潮涂层，如硅橡胶涂层，确保电路板防潮、防尘、防爆安全。
上述该例的单片微机控制的真空磁力起动器依靠它的硬件和软件联合操作，构成的机构有a、人机对话机构由人机对话的输入信息的键盘有关功能键数字代码输入键、数字代码移位键、参数设置键、参数存储键与两个显示屏幕(或显示器)即能显示四位代码或／和数字的双显示屏幕(或双显示器)及相应的软件程序配合操作构成。各种参数的宽值域范围的设定、选择、修改、调用、监测与监控，由其软件系统、硬件系统配合操作实现或完成并进行调用和实时监测与监控，由其内部设置的或外部扩展的存储器存储与记忆。设置的各种参数有控制方式的单台本地控制、单台远程控制、多台顺序控制、多台联动控制、多台集中控制、主控、被控、主电路换向、系统复位操作等。控制方式的控制参数有负载额定电压、负载额定电流、顺控延迟时间、过载延迟时间、欠压分闸延迟时间等。运行状况有本地控制、远程控制、多台顺控、多台联控、集中控制、主控、被控、参数设置、故障闭锁等。运行状况的控制参数额定电压、额定电流、顺控延时、过载延时、欠压分闸延时、漏电、短路、接地、缺相、断相、过载、超压、欠压、负载不平衡(相间电压不平衡)等。环境状况的参数有机箱内瓦斯超限、机箱外瓦斯超限、防潮、防尘等。开关状况的参数有机箱门开关、启停控制失灵、真空磁力开关状况、磁力开关失效等。b、自检测或自诊断机构在该真空磁力起动器启动前，单片微机对自身及其硬件的各功能电子电路的操作性能进行自检测或自诊断，自检测或自诊断范围包括监测与监控信息从采集、传感、输入直到输出、闭锁、显示、指示与报警全过程的电子电路，这些电子电路还包括各功能存储器、单片微机以及联网控制的接口电路、外部控制电路，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并实现自检测或自诊断和故障监测，故障出现时进行闭锁、显示、报警并指示故障出现部位、原因和处理方法。c、预监测机构在该单片微机控制真空磁力起动器启动前，单片微机对起动器各部件(包括真空磁力开关)、电源、环境、安全参数进行监测的项目有漏电、断相、缺相、超压、欠压、相间电压失衡、机箱内瓦斯超限机箱外瓦斯超限、机箱门开关、磁力开关真空失效等。该机构由单片微机的软件系统的自检子程序、各存储器和各功能电子电路配合操作构成并实现启动前的一系列预监测与故障监测、故障闭锁、显示、报警及指示故障出现的部位、原因和处理方法(通过故障代码表)；d.实时监测与监控机构在该例的真空磁力起动器启动运行时，根据需要对已设定的控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数进行实时监测与监控和对上述各参数的故障监测，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并完成或实现实时监测与监控。对出现的故障闭锁、显示、报警，并指出故障出现的部位、原因与处理方法。从该例可以看出，模拟信息的处理电路包括整流电路、滤波电路、放大电路、开关电路、门电路、采样电路、多路模拟电路、开关切换电路、采样保持电路、模／数(A／D)转换电路等构成；经模／数(A／D)转换之后的数字信息处理电路有编码电路、译码电路、逻辑电路、复位电路、数据处理电路、运算电路(包含CPU)、时钟电路、缓冲电路、硬件中断电路等。再如抗干扰电路包括光电耦合传输电路、电源去耦电路、硬件滤波电路、稳压电路和软件滤波。其中软件滤波包括软件数字滤波、软件伪故障码判别(包括软件伪故障码中断信号的判别和采样信号伪故障码判别)等。
本例所述的控制操作详细内容是一.本地启停操作过程1.接通三相动力电源；2.打开电子锁；3.设置或修改参数；4.按复位键(电压显示正常，电流为零)；5.按启停按钮；6.设备起动或停止；二.远程控制将远程控制接口用电缆引向远方，用远方电缆端头的启停操作盒进行启停控制操作；三.多台顺控多台顺控时，第一台设置参数为主控，其余设置参数为被控，将控制接口逐台随接，分别设置顺控延时时间，全部复位后，按第一台启停按钮即可顺控多台逐台起动，其中任一台停机时，全部停机；四.多台联动控制各台设置参数均为联控，按规定的联控方式连接控制电缆，按次序分别单独按启／停按钮起动运行。停机时与启动时相反顺序操作，任一台停机只会影响其后各台，不影响前台工作；五.集中控制多台全部设置参数为被控方式，控制接口的电缆引向集中控制台或计算机主机控制外设接口，由集中信息进行启停控制。
需要说明的一点是在图4、图7～图9中的虚线框域表示电路板22、24、21、23的板界。
该例的矿用电脑自动真空磁力起动器工作过程如下假定该真空力起动器已接入动力线，1140V／660V／380V的三相电源线25－－27，它们的出线连接一个三相交流负载(如电机)。打开机箱防爆门，把电源选择开关10置于进入的动力线相应的电压档上(如380V档)，首先进行参数设置；假如过去没有设置过，按下参数设置键16；四位数码或／和数字的双显示屏幕7和8分别显示SET“0”和“0000”，其中引号“”表示闪光显示位，即正在设定、修改或选择的显示位数码，此时为“0”。若按下数字代码键14a一次，“0”变为1，二次为2，…，九次为9，此时若按下数字代码键14b一次，由9变为8……，等等。14a为数字代码增加键，14b为数字代码减少键。根据参数设置代码表(见表2)，可知SET1表示设定额定电流值，SET5设定控制方式等等。如设
定额定电流值为150A，屏幕7显示SET1，屏幕8上四位为0000，按数字代码移位键15b(向右移位)，使闪烁位移到屏幕8的左首位数0000，继续按15b(向右移位)，使闪烁位移到屏幕8的0000左首二位上，此时按下数字代码键14a一次，增为0100，再按下15b一次，闪烁位移到左数第三位上，此时按下14a，使左首三位(即十位上)变为0150，此时屏幕7与8共同显示SET 1.0150，即额定工作电流值设定为150A，此时按下参数设置存储键17将此设置的参数存入内设或外扩的只读存储器中，然后可设置其它参数(如SET5等)。总之，设置参数的步骤是1).按下参数设置键16，进入参数设置程序；2).通过数字代码键14a(增)，14b(减)，数字移位键15a(向左移位)，15b(向右移位)，根据参数代码表和需要的参数值，设置并显示该参数值；3).按下参数存储键17，把设置的参数存储进存储器中；4).1)－3)步骤重复可设置所有参数；5).最后使屏幕7与8显示SET0.0000时，按动参数存储键，即退出参数设置子程序，进入监测与监控子程序。屏幕7和8分别显示实时电压与电流值。假定参数已设置完，继续操作如下关好防爆门，置机箱上部隔离开关1为正通2或反通4，主电路送电，监测漏电(68－71、39、a、b、138－140、212、213、215－220及201工作)故障和磁力开关真空失效(72－75、141－147、212、213、215－220、201工作)故障，自动进行检测。按下复位按钮12，在软件自检子程序控制下，程序化地对微机自身和硬件各电路进行自检测或自诊断，以及对起动器的各部件，电源、环境的下列各参数超压、欠压、缺相、断相、相间电压失平衡(43－45、53－64、各A与B、165－184工作)，机箱内瓦斯浓度超限(47、78－83、162、247－248及291工作)，机箱外瓦斯浓度超限(148、76－77、123－130工作)，机箱门开关(19、87－89、215－220、201工作)进行预先监测，使该设备在启动前完成一系列自检测或自诊断与安全预监测，出现故障进行闭锁，并作故障代码显示，指出故障出现部位、原因和处理方法。假定有故障出现，如屏幕7上显示err，屏幕8上显示08，通过表1之故障代码表18，查得此故障为缺相、断相故障，出现的原因是缺相或断相，部位是三相电源线，处理方法是检查三相电源线是否缺相或断相。照此处理方法，排除故障后可继续进行操作过程。或者自检测与预监测无任何故障，按下控制启停按钮11，经光电耦合传输电路84－86等，缓冲电路214，译码电路216，控制信号由217－220进入单片微机201作数据处理之后，控制开关电路93－99动作，使双向可控硅驱动电路37a、b、135－137工作，驱动电磁吸合器40、a、b，使真空磁力开关41合闸，设备46(如是电机)运行，微机进入监测与监控的运行状态。屏幕7与8分别显示实时电压与电流值。9－－即发光二极管130－134，一些或一起发光，显示机箱外瓦斯浓度状况。如134亮，代表箱外瓦斯浓度为1％。如在此时，运行中出现漏电故障，故障信息从电源60输入，经整流电路A、滤波电路B(见图5)，放大器65，光电耦合器66，由67经与门电路212，从213输给缓冲电路215，译码电路216，从217－220输给单片微机201作数据处理和判断。而后，由开关电路93－99动作，控制驱动电路37a、b、135－137、40动作，使真空磁力开关断闸，进行故障闭锁停机。与此同时，单片微机201从221－246的编码电路228，229等，输出故障代码显示。从屏幕7与8显示err(屏幕7)，01(屏幕8)，从故障代码表18可查得，该故障为漏电故障，并查知此故障出现的部位、原因和处理方法。这一硬件操作过程中密切配合着软件程序。在该故障判别中，调用了数据处理子程序261，存储子程序262，参数分析子程序264，故障判别子程序265，故障闭锁子程序267，故障显示子程序268和中断服务子程序269－275等(参见图10与图11)，该故障的判断、闭锁、显示才圆满完成。排除漏电故障后，按动复位按钮12，设备在单片微机201控制下，首先是启动前的自检测与预监测，启动后在监测与监控下运行，如又出现了故障，双屏幕7与8上故障显示为err、013，查故障代码表18知该故障为监控电路板22的故障。排除此故障时，先把隔离换向开关1置与‘3’位置(空档)，打开防爆门，在机箱20中更换监控电路板22，完毕后关好防爆门，可重新操作，该真空磁力起动器又启动运行。上述了启动前和运行中出现的几种故障。其它故障，如超压、欠压、过载、负载不平衡、机箱内瓦斯浓度超限、机箱门开关、开关状况失灵、磁力开关真空失效等等故障，因篇幅所限，不一一而举。凡故障过程，首先是故障信息经单片微机201作数据处理判别。若是故障便进行闭锁、显示与指示。在故障判别中是在软硬件密切联合操作下完成的。待该真空磁力起动器工作完成时，再按一次启停开关11，则经过单片微机201一系列控制过程断电停机。如果该例启动器是主控机，则它的停机将控制许多联控的设备断电停机(如是顺控或联控或集中控制的)，该控制信息由单片微机201从110发出，经光电耦合电路111－112或114－115和接口电路113、49，116、49，去控制许多被控机器设备。如果该例的起动器是被控的，它将在主控机控制下断电停机，过程是被控信号由光电耦合传输电路100、101或104、105输入，经109到缓冲电路214，译码电路216，从217－220到单片微机201，然后控制开关电路93－99及驱动电路37a、b、135－137、40a、b作闭锁停机。
例二该例的真空磁力起动器由两台组成一个控制系统。其中一台如例一所述的微机控制真空磁力起动器，不多赘述。此台作本地控制。另一台为远程控制，这台与本地控制的一台成联网联控或顺控。远程控制的这一台也为单片机控制的。该单片微机是12位的，它与例一的八位单片微机结构大体一致，其内存只读存储器容量为16K，它还带有外扩的电可擦只读存储器容量为8K，与单片微机以并行方式交换信息。它的外围电路、多路模拟电路、开关切换电路、模／数(A／D)转换电路组合在一个集成电路芯片上。该单片微机的人机对话结构是一个大型键盘，有数字输入键十个，分别操作0，1，2，……9，输入字母键若干个，可操作汉字拼音字母、组词、组句和英文字母、组词、组句。符号键若干个，诸如标点符号，装饰符号(如花边符号，图案的符号)，数学符号，物理符号，化学符号，天文，地理，医学等符号，还有上、下、左、右移位键。上述各种功能键加上软件程序，该键盘可输入各种文图信息。此外还有参数设置键，参数存储键等，显示器是个单屏幕的大屏幕显示器。该显示器可以同时显示若干行、若干列文字、字母、字符、词句等。可按指令显示正常实时的各种参数及其数值，故障时显示故障名称、部位、出现原因和处理方法。这台远程控制的真空磁力起动器，它的控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数、启动前的自检测或自诊断内容和预监测项目及参数、运行时的监控与监测参数、软件部分的各子程序、固化的系统软件包、参数设置的设定、选择、修改、调用、监测与监控，所有硬件的各种功能电子电路，包括各种功能的存储器，全同于例一所述的单片微机控制的真空磁力起动器。上述两台机可以组成联控关系或由本地控制的一台作主控，远程控制的一台为被控。
例三该例所述的单片微机控制的真空磁力起动器有若干台，每台真空磁力起动器由一台单片微机进行控制，这些单片机控制的真空磁力起动器若干台成群机联网联控或顺控或集中控制形式。各单片微机可以是16位、12位、8位、4位微机的混合集体，它们可带有4K、8K、12K、16K、64K的内存或外扩的存储器，如只读存储器和电可擦只读存储器。人机对话机构可如例一中或例二中所述的，各单片微机的硬件和软件全如例一中所述。
权利要求1.一种矿用电脑自动真空磁力起动器，由换向隔离开关及其出入动力线和单片微机及它控制的真空磁力起动器组装在机箱壳体中，单片微机包括它的软硬件，其中软件是系统软件包，硬件包括监测与监控信息的采集、传感、输入、转换、传输、处理、联网控制、输出、闭锁、显示、指示与报警各部分所需的各功能电子电路及所需的各功能存储器，机箱壳体上的安全设置以及组装它们的电路板，连接它们的电缆、电线、接插件，构成它们的电子元件、器件、组件、部件，其特征在于a.所述的单片微机控制的该真空磁力起动器是隔爆兼安全火花型的；b.所述的单片微机硬件包括的各功能电子电路有传感电路、采集电路、输入电路、采样电路、传输电路、转换电路、变换电路、数据处理电路、逻辑电路、时钟电路、编码电路、译码电路、运算电路(包括cpu)、复位电路、输出电路、显示电路、指示电路、报警电路、故障闭锁电路、驱动电路、主控电路、存储电路、自检电路、预监测电路、接口电路、外部控制电路、抗干扰电路、电源电路以及它们的辅助电子电路，上述这些电路按功能联接一起组成了该单片微机的硬件部分；c、所述的单片微机的系统软件包采用模块式结构，使用汇编语言编程，软件程序分主程序和各子程序，主程序按需要和请求以优先级调用或中断各子程序，系统软件包可以存储在单片微机内部设置的或外部扩展的不同功能、不同容量的存储器中；d、所述的机箱壳体上的安全装置包括一个该真空磁力起动器工作电源的闭锁开关和一个机箱门控开关，它们分别设置在机箱壳体上或其门上；e、人机对话机构所述的单片微机对该真空磁力起动器的控制方式有单台本地控制、单台远程控制、多台顺序控制、多台联动控制、多台集中控制、主控、被控、主回路换向、系统复位操作，这些控制方式的控制参数有负载额定电压、负载额定电流、顺控延迟时间、过载延迟时间、欠压分闸延迟时间，控制的运行状况有本地控制、远程控制、多台顺控、多台联控、集中控制、主控、被控、参数设置、故障闭锁，这些运行状况的控制参数有额定电压、额定电流、顺控延时、过载延时、欠压分闸延时、漏电、短路、接地、缺相、断相、过载、超压、欠压、负载不平衡，控制的环境状况参数有机箱内瓦斯超限、机箱外瓦斯超限、防潮、防尘、控制的开关状况参数有机箱门开关、启停控制失灵、真空磁力开关状态、磁力开关真空失效，上述控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数的宽值域范围的设定、选择、修改、调用、监测与监控通过人机对话机构完成或实现，即由单片微机配置的键盘有关功能键和显示器以及软件程序配合操作构成的机构完成或实现，由该单片微机的内部设置的或外部扩展的存储器存储或记忆，由该单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作进行调用，实现实时监测与监控；f、自检测或自诊断机构在该真空磁力起动器启动前，单片微机对自身及其硬件的各功能电子电路的操作性能进行自检测或自诊断，自检测或自诊断范围包括监测与监控信息从采集、传感、输入直到输出、闭锁、显示、指示与报警全过程的各电子电路。(其中包括各功能存储器、单片微机以及联网控制的接口电路、外部控制电路)。该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并实现自检测或自诊断和故障监测，故障出现时进行闭锁、显示、报警并指示故障出现部位、原因和处理方法；g、预监测机构在该真空磁力起动器启动前，单片微机对起动器各部件(包括真空磁力开关)、电源、环境的安全参数进行预先监测的项目有漏电、断相、超压、欠压、相间电压不平衡、机箱内瓦斯超限、机箱外瓦斯超限、机箱门开关、磁力开关真空失效，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与有关功能电子电路配合操作构成并实现启动前的预先监测和故障监测、故障闭锁、显示、报警及指出故障出现部位、原因和处理方法；h、实时监测与监控机构在该真空磁力起动器启动运行时，单片微机根据需要对已设定的控制方式与参数、运行状况与参数、环境状况的参数、开关状况的参数进行实时监测与监控和对上述各参数的故障监测，该机构由单片微机的软件系统、各存储器与各功能电子电路配合操作构成并完成或实现实时监测与监控；出现故障时进行停机闭锁、显示、报警，并指出故障出现的部位、原因与处理方法。
2.权利要求1所述的矿用电脑自动真空磁力起动器，特征在于a.所述的电源信息的传感电路其传感部件是无接触的电磁感应传感器；所述的环境信息的传感电路主要是瓦斯信息的传感电路，其传感部件是瓦斯气敏传感器；b.所述的传输电路凡在强－－弱电讯号间相互传输信息均采用无接触的光电耦合结构，形成光电耦合传输电路；c.所述的数字信息的处理电路包括编码电路、译码电路、逻辑电路、复位电路、数据处理电路、运算电路(包括cpu)、时钟电路、缓冲电路、硬件中断电路；所述的模拟信息的处理电路包括滤波电路、整流电路、放大电路、开关电路、门电路、多路模拟电路、开关切换电路、采样保持电路、模数(A／D)转换电路；且上述各电路连接成功能的结构。d.所述的人机对话的参数设置机构由参数设置键、数字代码输入键、数字代码移位键、参数存储键与数字代码双显示屏幕(或双显示器)配合组成；e.所述的显示电路与指示电路包括运行时的实时电压、电流和机箱外瓦斯浓度超限的指示和显示；出现故障时的故障代码显示、报警并指出故障原因、部位及处理方法；f.所述的驱动电路是真空磁力开关的驱动电路，该驱动电路由无触点的双向可控硅为主构成；g.所述的系统软件包采用模块式结构，分主程序模块和各子程序模块，它们分别以模块式宏汇编子程序存储于该单片微机内部设置的或外部扩展的只读存储器中，形成了该单片微机的固化系统软件包；h.所述的抗干扰电路包括光电耦合传输电路、去耦电路、硬件滤波电路、稳压电路和软件滤波；i.该真空磁力起动器的各功能电子电路(包括存储电路)按操作、维修、组装的需要，分别组装在若干块接插件式电路板上，这些接插件式电路板均安装在防尘的密封箱体中，且这些插件式电路板全面涂有防潮涂层；j.所述的自检测或自诊断和预监测机构该真空磁力起动器的单片微机对自身及其硬件的各功能电子电路的自检测或自诊断和对真空磁力起动器的各部件、电源、环境的安全参数进行的预监测是由自检子程序控制双向可控硅产生故障模拟信息用以程控自检测或自诊断硬件各功能电子电路的故障及预监测真空磁力起动器各部件、电源、环境各参数的故障的机构；k.所述的机箱壳体上安全设置的电子锁开启时，接通电子电路的工作电源，关断时断开电子电路的工作电源；机箱壳体上的安全设置还包括所有电路板均全面涂有防潮涂层和它们均安装在防尘密封箱中。
3.如权利要求2所述的矿用电脑自动真空磁力起动器，特征在于a.所述的电源信息无接触式电磁感应传感器包括一个在电源任两相上设置的变压器和在电源每一相上设置一个电流互感器；b.所述的在强－－弱电讯号间相互传送信息的光电耦合传输电路是以光电耦合器为主构成的。该结构的电路在每个传输线上设置一个；c.所述的模拟信息处理电路的整流电路是运算放大器为主构成的精密整流电路，滤波电路是窄带通滤波电路；d.所述的数字代码双显示屏幕(或显示器)是每个屏幕(或显示器)显示四位代码或／和数字的显示屏幕(或显示器)；参数设置按参数设置代码表标明的参数代码通过人机对话方式操作完成；e.所述的故障显示是在出现故障时由数字代码双显示屏幕(或显示器)的一个屏幕(或显示器)作故障符号显示，与此同时，另一个显示屏幕(或显示器)则用故障代码指示故障出现的部位、原因与处理方法；一张故障代码表对应标明故障代码与其表示的故障出现的部位、原因与处理方法；f.所述的软件滤波包括软件数字滤波、软件伪故障码判别(分伪故障码中断信号的判别和采样信号的伪故障信号的判别)；g.所述的电脑自动真空磁力起动器的接插件式电路板有电源电路板、监控电路板、程控电路板、显示电路板；h.所述的系统软件包的各个子程序模块有系统复位、初始化、参数设置、自检(包括预监测)、数据处理、数据寄存、模数转换、参数分析、故障判别、故障闭锁、运行参数显示与指示、故障显示与指示、中断服务，其中设置参数存储在停电不会丢失的电可擦只读存储器中，该存储器是单片微机外部扩展的存储器；i.所述的自检(包括预监测)子程序的主要程序包括自检代码产生、译码、模拟信号产生、程控自检(包括预监测)、读自检数据、故障判别；j.所述的中断服务子程序的主要程序包括响应中断、现场参数压栈、读监控参数、参数分析、故障判别、故障闭锁显示、故障代码指示、读设置参数、修改设置参数、显示设置参数、存储设置参数(包括存入电可擦只读存储器中)；该中断服务子程序在软件的任何程序操作执行中，均可根据优先级中断运行中的程序，及时插入并执行中断服务子程序。
专利摘要本实用新型的矿用电脑自动真空磁力起动器属计算机技术和开关控制技术领域，它包括换向隔离开关、微机及其控制的真空磁力起动器，微机包括软件和硬件一信息的采集、传感、输入、转换、传输、处理、联网控制、输出、闭锁、显示、指示、报警的各功能电子电路与各功能存贮器以及人机对话、自检测、自诊断、预监测、实时监测与监控功能机构，还有防爆、隔爆安全设置以及组装它们的电路板、元器件和机箱壳体构成，可多台联机联控，是升级换代产品，还适用于化工等易燃、易爆产业中。
文档编号H02H7/08GK2135211SQ9223092
公开日1993年6月2日 申请日期1992年8月19日 优先权日1992年8月19日
发明者黄俊峰 申请人:黄俊峰