一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统的制作方法

本技术属于矿用检测控制设备，涉及一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统。

背景技术：

1、目前全国各煤矿企业都在进行信息化智能化改造，大量的信息化、智能化技术和设备装备应用在煤矿各系统中。

2、现有煤矿井下检修防爆开关输出负荷侧的电器设备时，采用人工挂牌到防爆开关上，由一人去到现场检修，另外一人守在防爆开关处，避免其他人对防爆开关送电导致现场检修人员触电发生意外事故。

3、这种方式有两大弊端：弊端1：每个检修设备需要配备两个人，在多个设备需要同时检修时会浪费大量人员在那里值守；弊端2：当相同地点有不同防爆开关负荷侧设备检修时，人为操作有可能误送电导致发生意外事故；这两个弊端不符合国家能源局在2021年29号文件《煤矿智能化建设指南》中提出的“减少人员、增加安全、提高效率”要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于设计一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，以解决在检修防爆开关输出负荷侧的电器设备时，防爆开关误合闸带来的安全隐患问题。

2、本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

3、一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，包括：主控模块、wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块、电源模块；所述wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块分别与主控模块连接；所述电源模块分别与主控模块、wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块连接；所述的控制输出模块包括：继电器jd5，继电器控制电路、隔离输出接线座p10，所述继电器控制电路串接在继电器jd5的1#端子与4#端子之间，继电器控制电路的控制端与主控模块连接，继电器jd5的2#端子、5#端子、3#端子分别与隔离输出接线座p10的1#端子、2#端子、3#端子对应连接，隔离输出接线座p10的2#端子、3#端子串接在防爆开关的开关闭锁控制线路中。

4、进一步地，所述主控模块采用的主控芯片u1型号为stm32f407vgt6控制芯片。

5、进一步地，所述继电器控制电路包括：电阻r160、电阻r161、电阻r162，电容c136、电容c137，二极管d18，mos开关管q14，继电器jd5、隔离输出接线座p10；二极管d18的阳极接+5v电源，二极管d18的阴极与继电器jd5的1#端子连接，继电器jd5的4#端子与电阻r160的一端连接，电阻r160的另一端与mos开关管q14的3#端子连接，mos开关管q14的2#端子接地，mos开关管q14的1#端子与电阻r161的一端连接，电阻r161的另一端与主控芯片u1的81#引脚连接；电容c137的一端与二极管d18的阳极连接，电容c137的另一端接地，电容c136的一端与mos开关管q14的1#端子连接，电容c136的另一端接地，电阻r162的一端与mos开关管q14的1#端子连接，电阻r162的另一端接地。

6、进一步地，所述继电器控制电路还包括：二极管d16、二极管d17；所述二极管d16的阳极与二极管d17的阳极连接后再与继电器jd5的4#端子连接，二极管d16的阴极与二极管d17的阴极连接后再与继电器jd5的1#端子连接。

7、进一步地，所述wifi传输模采用的wifi传输芯片u2的型号为esp-wroom-02u。

8、进一步地，所述wifi传输芯片u2的5#引脚和6#引脚分别与主控芯片u1的24#引脚和23#引脚连接，wifi传输芯片u2的11#引脚和12#引脚分别与主控芯片u1的25#引脚和26#引脚连接。

9、进一步地，所述馈电采集模块包括：电阻r141、电阻r142、电阻r143、电阻r144、电阻r145、电阻r146、电阻r147、电阻r148、电阻r149，电容c41、电容c42、电容c43，二极管d13、二极管d14，光电耦合器u22、光电耦合器u23；所述二极管d13的阳极与隔离输出接线座p10的3#端子连接，电阻r143与电阻r147串联后，电阻r143的非串联端与二极管d13的阴极连接，电阻r147的非串联端与光电耦合器u22的1#引脚连接，光电耦合器u22的6#引脚与电阻r148的一端连接，电阻r148的另一端与主控芯片u1的82#引脚连接；电阻r144与电阻r145串联后，电阻r144的非串联端接地，电阻r145的非串联端与光电耦合器u22的3#引脚连接；电容c42的一端连接在电阻r143与电阻r147串联公共点，电容c42的另一端连接在电阻r144与电阻r145串联公共点；电阻r149的一端连接在光电耦合器u22的6#引脚，电阻r149的另一端接+5v电源；光电耦合器u22的4#引脚接地，电容c43的一端与光电耦合器u22的4#引脚连接，电容c43的另一端与电阻r148连接；所述二极管d14的阴极与隔离输出接线座p10的1#端子连接，二极管d14的阳极与光电耦合器u23的3#引脚连接；电阻r141的一端接+5v电源，电阻r141的另一端与光电耦合器u23的1#引脚连接；电阻r146的一端与光电耦合器u23的6#引脚连接，电阻r146的另一端与主控芯片u1的83#引脚连接；电阻r142的一端连接在光电耦合器u23的6#引脚，电阻r142的另一端接+5v电源；光电耦合器u23的4#引脚接地，电容c41的一端与光电耦合器u23的4#引脚连接，电容c41的另一端与电阻r146连接。

10、进一步地，所述光电耦合器u22、光电耦合器u23的型号为ltv-356-b。

11、进一步地，所述液晶显示模块采用lcd屏幕jd1，其型号为jlx256160g-80。

12、进一步地，所述lcd屏幕jd1的8#引脚、9#引脚、10#引脚、11#引脚、12#引脚、13#引脚、14#引脚、15#引脚、16#引脚、17#引脚、18#引脚、19#引脚、20#引脚分别与主控芯片u1的87#引脚、88#引脚、84#引脚、93#引脚、92#引脚、91#引脚、90#引脚、89#引脚、37#引脚、36#引脚、35#引脚、85#引脚、86#引脚对应连接。

13、本实用新型的优点在于：

14、本实用新型的技术方案在检修防爆开关输出负荷侧的电器设备时，通过wifi传输模块将控制指令发送给主控模块，主控模块发出控制信号，控制继电器控制电路、进而控制继电器jd5动作，将防爆开关的控制输出线路断开，让防爆开关无法开启输出；同时，馈电采集模块实时采集防爆开关负荷侧有电/无电信号，并将采集到的信号传输到主控模块进行判断，确保防爆开关负荷侧的交流线路断开，无带电风险，并通过液晶显示模块显示当前的状态信息；本实用新型的电路，在现有的挂牌提示的基础之上增加了一级安全保障，理论上不需要人为值守在防爆开关处，在保障操作的安全性前提下节省人工成本。

技术特征：

1.一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，包括：主控模块、wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块、电源模块；所述wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块分别与主控模块连接；所述电源模块分别与主控模块、wifi传输模块、控制输出模块、馈电采集模块、液晶显示模块连接；所述的控制输出模块包括：继电器jd5，继电器控制电路、隔离输出接线座p10，所述继电器控制电路串接在继电器jd5的1#端子与4#端子之间，继电器控制电路的控制端与主控模块连接，继电器jd5的2#端子、5#端子、3#端子分别与隔离输出接线座p10的1#端子、2#端子、3#端子对应连接，隔离输出接线座p10的2#端子、3#端子串接在防爆开关的开关闭锁控制线路中。

2.根据权利要求1所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述主控模块采用的主控芯片u1型号为stm32f407vgt6控制芯片。

3.根据权利要求2所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述继电器控制电路包括：电阻r160、电阻r161、电阻r162，电容c136、电容c137，二极管d18，mos开关管q14，继电器jd5、隔离输出接线座p10；二极管d18的阳极接+5v电源，二极管d18的阴极与继电器jd5的1#端子连接，继电器jd5的4#端子与电阻r160的一端连接，电阻r160的另一端与mos开关管q14的3#端子连接，mos开关管q14的2#端子接地，mos开关管q14的1#端子与电阻r161的一端连接，电阻r161的另一端与主控芯片u1的81#引脚连接；电容c137的一端与二极管d18的阳极连接，电容c137的另一端接地，电容c136的一端与mos开关管q14的1#端子连接，电容c136的另一端接地，电阻r162的一端与mos开关管q14的1#端子连接，电阻r162的另一端接地。

4.根据权利要求3所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述继电器控制电路还包括：二极管d16、二极管d17；所述二极管d16的阳极与二极管d17的阳极连接后再与继电器jd5的4#端子连接，二极管d16的阴极与二极管d17的阴极连接后再与继电器jd5的1#端子连接。

5.根据权利要求2所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述wifi传输模采用的wifi传输芯片u2的型号为esp-wroom-02u。

6.根据权利要求5所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述wifi传输芯片u2的5#引脚和6#引脚分别与主控芯片u1的24#引脚和23#引脚连接，wifi传输芯片u2的11#引脚和12#引脚分别与主控芯片u1的25#引脚和26#引脚连接。

7.根据权利要求2所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述馈电采集模块包括：电阻r141、电阻r142、电阻r143、电阻r144、电阻r145、电阻r146、电阻r147、电阻r148、电阻r149，电容c41、电容c42、电容c43，二极管d13、二极管d14，光电耦合器u22、光电耦合器u23；所述二极管d13的阳极与隔离输出接线座p10的3#端子连接，电阻r143与电阻r147串联后，电阻r143的非串联端与二极管d13的阴极连接，电阻r147的非串联端与光电耦合器u22的1#引脚连接，光电耦合器u22的6#引脚与电阻r148的一端连接，电阻r148的另一端与主控芯片u1的82#引脚连接；电阻r144与电阻r145串联后，电阻r144的非串联端接地，电阻r145的非串联端与光电耦合器u22的3#引脚连接；电容c42的一端连接在电阻r143与电阻r147串联公共点，电容c42的另一端连接在电阻r144与电阻r145串联公共点；电阻r149的一端连接在光电耦合器u22的6#引脚，电阻r149的另一端接+5v电源；光电耦合器u22的4#引脚接地，电容c43的一端与光电耦合器u22的4#引脚连接，电容c43的另一端与电阻r148连接；所述二极管d14的阴极与隔离输出接线座p10的1#端子连接，二极管d14的阳极与光电耦合器u23的3#引脚连接；电阻r141的一端接+5v电源，电阻r141的另一端与光电耦合器u23的1#引脚连接；电阻r146的一端与光电耦合器u23的6#引脚连接，电阻r146的另一端与主控芯片u1的83#引脚连接；电阻r142的一端连接在光电耦合器u23的6#引脚，电阻r142的另一端接+5v电源；光电耦合器u23的4#引脚接地，电容c41的一端与光电耦合器u23的4#引脚连接，电容c41的另一端与电阻r146连接。

8.根据权利要求7所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述光电耦合器u22、光电耦合器u23的型号为ltv-356-b。

9.根据权利要求2所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述液晶显示模块采用lcd屏幕jd1，其型号为jlx256160g-80。

10.根据权利要求9所述一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，其特征在于，所述lcd屏幕jd1的8#引脚、9#引脚、10#引脚、11#引脚、12#引脚、13#引脚、14#引脚、15#引脚、16#引脚、17#引脚、18#引脚、19#引脚、20#引脚分别与主控芯片u1的87#引脚、88#引脚、84#引脚、93#引脚、92#引脚、91#引脚、90#引脚、89#引脚、37#引脚、36#引脚、35#引脚、85#引脚、86#引脚对应连接。

技术总结
一种煤矿井用防爆开关的无线电子锁控制系统，属于矿用检测控制设备技术领域，解决在检修防爆开关输出负荷侧的电器设备时，防爆开关误合闸带来的安全隐患问题；通过WIFI传输模块将控制指令发送给主控模块，主控模块发出控制信号，控制继电器控制电路、进而控制继电器JD5，动作，将防爆开关的火线线路断开；同时，馈电采集模块实时采集防爆开关的电压信号，并输入到主控模块进行判断，确保防爆开关的火线线路断开，无带电风险，并通过液晶显示模块显示当前的状态信息；本技术的电路，在现有的挂牌提示的基础之上增加了一级安全保障，不需要人为值守在防爆开关处，节省了人工成本，保障了操作的安全性。

技术研发人员：陈永斌,田春阳,闫峰,徐建,钮志振,杨永宝,康健,王警
受保护的技术使用者：淮南矿业（集团）有限责任公司
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/13