一种矿用本质安全型模拟电压采集控制电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种矿用本质安全型模拟电压采集控制电路。

背景技术：

煤矿井下使用的电气设备需要进行电气性能检验和防爆性能检验试验，矿用本质安全是矿用电气设备的一种防爆型式，是电气设备中防爆等级最高的，也是最安全的。矿用本安型(矿用本质安全型)模拟电压采集控制电路是一种符合国家标准的ib类本安型电路，ib等级的电气设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物，因此，矿用本质安全型模拟电压采集控制电路可以应用于井下设备的数据采集控制终端或控制系统分站，进行模拟电压量数据采集或设备开关量控制等。

现有技术的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路通常结构复杂，采集精度低，不易于应用部署与实现，且应用实现的成本高。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种矿用本质安全型模拟电压采集控制电路。

本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路包括：电源模块、单片机、通讯模块、电路状态指示模块、站号选择模块、电压采集隔离模块和开关量输出模块；

所述通讯模块、电路状态指示模块、站号选择模块、电压采集隔离模块和开关量输出模块与所述单片机连接，所述单片机通过所述通讯模块与上位机或同位机连接，所述电源模块用于为所述单片机和各功能模块供电；

所述通讯模块包括两路通讯接口电路单元，分别为第一can通讯单元、第二can通讯单元；

所述电压采集隔离模块提供的接口为8路模拟电压信号输入接口，模拟电压信号输入接口使用光耦隔离spi通讯端。

如上所述的控制电路，优选地，所述第一can通讯单元、第二can通讯单元的实现电路为电气隔离和过压过流保护电路。

如上所述的控制电路，优选地，所述第一can通讯单元、第二can通讯单元的实现电路为电平转换隔离保护电路。

如上所述的控制电路，优选地，所述开关量输出模块提供的接口为3路无源光耦继电器接口。

如上所述的控制电路，优选地，电压采集隔离模块提供的8路模拟电压信号输入接口的各通道前端使用圆晶电阻和运放，dac芯片为16位ad。

如上所述的控制电路，优选地，所述站号选择模块的实现方式为旋转式拨码开关；所述控制电路还包括flash存储器,所述flash存储器用于设定参数和过程数据存储。

本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路，实现了硬件的模块化和应用系统的可剪裁，提供了多达8路的模拟电压采集接口、两路can通讯接口和三路开关量输出接口，便于对远程动力传动设备进行就近模拟电压数据采集和快速闭环控制及集控时易于实现硬件扩展，应用成本低。通过该采集控制电路的数据接口，可以实现对上位机的通讯对接。该采集控制电路作为远程终端使用时，可以远程监控被控系统的关键传感器数据，并通过本地控制程序控制开关量接口实现快速可靠的闭环控制。该模拟电压采集控制电路还可以进一步的作为主站电路的模拟电压采集控制端口扩展模块，通过模拟电压采集控电路的站号区分，可以很方便地扩展模拟电压采集和开关量输出端口数量。

附图说明

图1为本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路的结构示意图；

图2为本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路的应用实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路的结构示意图。如图1所示，本实用新型的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路包括：电源模块、单片机、通讯模块、电路状态指示模块、站号选择模块、电压采集隔离模块和开关量输出模块。其中，通讯模块、电路状态指示模块、站号选择模块、电压采集隔离模块和开关量输出模块与单片机连接，单片机通过通讯模块与上位机或同位机连接，电源模块用于为单片机和各功能模块供电；通讯模块包括两路通讯接口电路单元，分别为第一can通讯单元、第二can通讯单元；电压采集隔离模块提供的接口为8路模拟电压信号输入接口，模拟电压信号输入接口使用光耦隔离spi通讯端。

本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路，实现了硬件的模块化和应用系统的可剪裁，提供了多达8路的模拟电压采集接口、两路can通讯接口和三路开关量输出接口，便于对远程动力传动设备进行就近模拟电压数据采集和快速闭环控制及集控时易于实现硬件扩展，应用成本低。

如上所述的控制电路，优选地，电压采集隔离模块提供的8路模拟电压信号输入接口的各通道前端使用圆晶电阻和运放，dac芯片为16位ad，专用参考电压源，且经过单片机软件进行深层滤波，系统量化的精度能达到0.05％，具有很高的采样测量精度和量化反应速度。所述开关量输出模块提供的接口为3路无源光耦继电器接口，可以有效适配不同电压等级的接口控制，具有良好的带负载能力和过压保护能力。在具体的应用中，如上述的电路还可以包括flash存储器，flash存储器用于设定参数和过程数据存储。

如上所述的控制电路，优选地，所述第一can通讯单元、第二can通讯单元的实现电路为电气隔离和过压过流保护电路。例如，所述第一can通讯单元、第二can通讯单元的实现电路均为电平转换隔离保护电路。通讯模块提供的两路通讯接口电路单元均使用电气隔离或过压过流保护电路，提高了电路的稳定可靠性。

图2为本申请提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路的应用实施例的示意图。参考图2所示，输入的电源经过隔离变送为两路5vdc，其中一路经过线性稳压芯片生成3.3vdc电源为单片机、通讯模块、电路状态指示模块、站号选择模块、flash存储模块、开关量输出模块等功能模块供电，另一路5vdc电源为模拟电压采集隔离模块供电。通讯接口模块共两路隔离的can通讯接口。本实施例中，一路can通讯接口接主站can接口，另一路can通讯接口接同级从站can接口，实现快速数据交互。电压采集隔离模块的采集电压通道通过信号调理后，经过防过压过流保护和滤波后进入adc模块，对数据进行量化采集，单片机经隔离的spi总线对adc模块进行数据采集和控制，单片机对采集到的数据进行深层滤波处理，得到稳定的高精度量化数据。模拟电压采集隔离模块接口接入电压型油缸压力传感器及油缸行程传感器，对运输机机尾张紧系统油缸压力和行程进行监测。开关量输出模块经施密特触发器驱动后，控制光耦继电器开关量输出，共三路，可用于一些对时限需求敏感的开关量快速控制。开关量输出接口接入油缸缩进先导电磁阀和油缸张紧先导电磁阀，控制油缸张力动作，实现运输机自动张紧控制。本实例中，电路状态指示模块是通过三色发光二极管来实现的，通过设定两组rgb三色发光led指示灯组，可以指示电路工作状态。站号选择模块的实现可以使用旋转拨码开关，可以用于设定如通讯端口的站号、波特率等参数，方便现场调试安装使用。

本实用新型提供的矿用本质安全型模拟电压采集控制电路，通过该采集控制电路的数据接口，可以实现对上位机的通讯对接。该采集控制电路作为远程终端使用时，可以远程监控被控系统的关键传感器数据，并通过本地控制程序控制开关量接口实现快速可靠的闭环控制。该模拟电压采集控制电路还可以进一步的作为主站电路的模拟电压采集控制端口扩展模块，通过模拟电压采集控电路的站号区分，可以很方便地扩展模拟电压采集和开关量输出端口数量。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。