一种本质安全型先导控制电路的制作方法

1.本实用新型一种本质安全型先导控制电路，属于本质安全型先导控制电路技术领域。


背景技术：

2.针对煤矿井下恶劣环境，为了保障日常生产安全，煤矿安全生产要求，井下控制线路的接线必须采用矿用本质安全型线路，即当线路出现短路产生火花时不足以引燃瓦斯气体；另一方面，针对采用远程控制作业的煤矿，由于其环境的特殊性，外接布设的电缆控制线经常会被岩壁、器械等物体砸断、割裂的事故时有发生，导致设备经常出现短路或断路情况，从而引发线路误动作危及现场设备的财产安全，严重时将危及操作人员的生命安全，原因在于目前针对井下的远程控制电路结构不具备短路、断路的停止保护功能，有待改进。


技术实现要素：

3.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种本质安全型先导控制电路结构的改进。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种本质安全型先导控制电路，包括在电源电路中设置的整流器、电源变压器t1、金属膜电阻r1、光电耦合器u1和光电耦合器u2，还包括设置在控制电路中的三极管q1、继电器线圈j、光电耦合器u3和电压比较器u4，所述电源电路的结构为：
5.所述电源变压器t1的输入端与220v交流电源相连，所述电源变压器t1的1脚与熔断器fu1相连，所述电源变压器t1的1脚与2脚之间并接有稳压二极管d0；
6.所述电源变压器t1的1脚还与整流器的1脚相连；
7.所述电源变压器t1的2脚还与整流器的2脚相连；
8.所述电源变压器t1的3脚依次并接稳压二极管v2的负极、稳压二极管v4的负极后与金属膜电阻r1的一端相连；
9.所述稳压二极管v2的正极与稳压二极管v1的正极相连；
10.所述稳压二极管v4的正极与稳压二极管v3的正极相连；
11.所述金属膜电阻r1的另一端并接二极管d1的负极后与光电耦合器u1的一端相连，所述光电耦合器u1的另一端与本安电路起动侧相连；
12.所述二极管d1的正极依次串接光电耦合器u2、二极管d2后与电阻r2的一端相连；
13.所述电源变压器t1的4脚依次并接稳压二极管v1的负极、稳压二极管v3的负极、电阻r2的另一端后接地；
14.所述整流器的3脚并接电容c1的一端、电容c2的一端后与控制电路的输入端相连；
15.所述整流器的4脚并接电容c1的另一端后与电容c2的另一端相连；
16.所述控制电路的结构为：
17.所述控制电路的输入端依次并接光电耦合器u3的一端、电阻r6的一端、电阻r7的
一端、二极管d10的负极、继电器线圈j的一端、光电耦合器u1起动接收器的一端、光电耦合器u1停止接收器的一端后与光电耦合器u2控制接收器的一端相连；
18.所述光电耦合器u1起动接收器的另一端分别并接光电耦合器u3的另一端、电阻r8的一端后与电阻r5的一端相连，所述电阻r5的另一端并接有极电容c3的正极后与电压比较器u4的12脚相连，所述电阻r8的另一端并接有极电容c3的负极后接地；
19.所述电压比较器u4的11脚依次并接电阻r6的一端、电压比较器u4的2脚、电压比较器u4的8脚、电容c7的一端、电压比较器u4的5脚后与可调电阻r13的一端相连；
20.所述电压比较器u4的10脚与二极管d7的负极相连，所述二极管d7的正极依次并接电阻r7的另一端、二极管d8的正极、二极管d9的正极、电阻r15的一端、有极电容c6的正极后与电压比较器u4的9脚相连；
21.所述光电耦合器u1停止接收器的另一端并接电阻r9的一端后与电阻r10的一端相连，所述电阻r9的另一端并接有极电容c4的正极后与电压比较器u4的3脚相连，所述电阻r10的另一端并接有极电容c4的负极后接地；所述电压比较器u4的1脚与二极管d8的负极相连；
22.所述光电耦合器u2控制接收器的另一端并接电阻r11的一端后与电阻r12的一端相连；
23.所述电阻r11的另一端并接有极电容c5的正极后与电压比较器u4的6脚相连；所述电压比较器u4的4脚与二极管d9的负极相连；
24.所述电压比较器u4的7脚与电阻r16的一端相连，所述电阻r16的另一端并接稳压二极管v5的负极后与有极电容c8的正极相连，所述稳压二极管v5的正极与三极管q1的基极相连，所述三极管q1的发射极依次并接有极电容c8的负极、有极电容c6的负极、电阻r15的另一端、可调电阻r13的另一端、电容c7的另一端、有极电容c5的负极、电阻r12的另一端后接地；
25.所述三极管q1的集电极并接二极管d10的正极后与继电器线圈j的另一端相连；
26.所述继电器线圈j的联动开关为常开触点j1，所述常开触点j1具体设置在控制电路的开关侧。
27.所述电压比较器u4的型号为lm324；
28.所述光电耦合器u1和光电耦合器u2的型号为tlp521-4。
29.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型针对煤矿设备远程控制时，不能控制电路执行短路断路操作的缺陷，提供一种具有远程控制短路、断路保护功能的本质安全型先导控制电路，本实用新型可以使电源与耐压金属膜电阻形成本质安全型电路，在恶劣故障环境下无法引燃瓦斯气体，同时采用光电耦合器实现电源回路与控制回路的光电隔离，防止高压电路串入控制回路；本实用新型提供的防短路和防断路保护功能，能够有效阻止远控电缆线路短路或者断路引起的误动作，进一步保证设备运行的可靠性，提高了控制电路的安全性，保障了供电电路的正常运行。
附图说明
30.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
31.图1为本实用新型电源电路的电路图；
32.图2为本实用新型控制电路的电路图；
33.图中：1为整流器。
具体实施方式
34.如图1和图2所示，本实用新型提供的本质安全型先导控制电路，包括在电源电路中设置的整流器1、电源变压器t1、金属膜电阻r1、光电耦合器u1和光电耦合器u2，还包括设置在控制电路中的三极管q1、继电器线圈j、光电耦合器u3和电压比较器u4，所述电源电路的结构为：
35.所述电源变压器t1的输入端与220v交流电源相连，所述电源变压器t1的1脚与熔断器fu1相连，所述电源变压器t1的1脚与2脚之间并接有稳压二极管d0；
36.所述电源变压器t1的1脚还与整流器1的1脚相连；
37.所述电源变压器t1的2脚还与整流器1的2脚相连；
38.所述电源变压器t1的3脚依次并接稳压二极管v2的负极、稳压二极管v4的负极后与金属膜电阻r1的一端相连；
39.所述稳压二极管v2的正极与稳压二极管v1的正极相连；
40.所述稳压二极管v4的正极与稳压二极管v3的正极相连；
41.所述金属膜电阻r1的另一端并接二极管d1的负极后与光电耦合器u1的一端相连，所述光电耦合器u1的另一端与本安电路起动侧相连；
42.所述二极管d1的正极依次串接光电耦合器u2、二极管d2后与电阻r2的一端相连；
43.所述电源变压器t1的4脚依次并接稳压二极管v1的负极、稳压二极管v3的负极、电阻r2的另一端后接地；
44.所述整流器1的3脚并接电容c1的一端、电容c2的一端后与控制电路的输入端相连；
45.所述整流器1的4脚并接电容c1的另一端后与电容c2的另一端相连；
46.所述控制电路的结构为：
47.所述控制电路的输入端依次并接光电耦合器u3的一端、电阻r6的一端、电阻r7的一端、二极管d10的负极、继电器线圈j的一端、光电耦合器u1起动接收器的一端、光电耦合器u1停止接收器的一端后与光电耦合器u2控制接收器的一端相连；
48.所述光电耦合器u1起动接收器的另一端分别并接光电耦合器u3的另一端、电阻r8的一端后与电阻r5的一端相连，所述电阻r5的另一端并接有极电容c3的正极后与电压比较器u4的12脚相连，所述电阻r8的另一端并接有极电容c3的负极后接地；
49.所述电压比较器u4的11脚依次并接电阻r6的一端、电压比较器u4的2脚、电压比较器u4的8脚、电容c7的一端、电压比较器u4的5脚后与可调电阻r13的一端相连；
50.所述电压比较器u4的10脚与二极管d7的负极相连，所述二极管d7的正极依次并接电阻r7的另一端、二极管d8的正极、二极管d9的正极、电阻r15的一端、有极电容c6的正极后与电压比较器u4的9脚相连；
51.所述光电耦合器u1停止接收器的另一端并接电阻r9的一端后与电阻r10的一端相连，所述电阻r9的另一端并接有极电容c4的正极后与电压比较器u4的3脚相连，所述电阻r10的另一端并接有极电容c4的负极后接地；所述电压比较器u4的1脚与二极管d8的负极相
连；
52.所述光电耦合器u2控制接收器的另一端并接电阻r11的一端后与电阻r12的一端相连；
53.所述电阻r11的另一端并接有极电容c5的正极后与电压比较器u4的6脚相连；所述电压比较器u4的4脚与二极管d9的负极相连；
54.所述电压比较器u4的7脚与电阻r16的一端相连，所述电阻r16的另一端并接稳压二极管v5的负极后与有极电容c8的正极相连，所述稳压二极管v5的正极与三极管q1的基极相连，所述三极管q1的发射极依次并接有极电容c8的负极、有极电容c6的负极、电阻r15的另一端、可调电阻r13的另一端、电容c7的另一端、有极电容c5的负极、电阻r12的另一端后接地；
55.所述三极管q1的集电极并接二极管d10的正极后与继电器线圈j的另一端相连；
56.所述继电器线圈j的联动开关为常开触点j1，所述常开触点j1具体设置在控制电路的开关侧。
57.所述电压比较器u4的型号为lm324；
58.所述光电耦合器u1和光电耦合器u2的型号为tlp521-4。
59.本实用新型具体提供一种本质安全型先导控制电路，电路主要由电源部分与控制部分组成，在使用时，采用电源变压器t1将电压控制到开路（交流）电压不超过14v，采用金属膜电阻r1将短路（交流）电流控制到最大35ma，达到本质安全型要求。
60.本实用新型采用光电耦合器u1、u2将电信号转换为光信号，能够实现电源回路与控制回路的光电隔离；具体按下电源回路中的起动按钮，光电耦合器u1-2中的光电三极管接收发光二极管u2的输出信号，使光电耦合器u1导通，此时电压比较器u4输出高电平，控制u4c输出高电平，此时三极管q1导通，继电器触点j1吸合，起动完成。
61.当出现短路时，有短路回路保护光电耦合器u2不导通，此时电压比较器u4输出低电平，控制u4c输出低电平，使继电器触点j1不吸合；
62.当出现断路时，光电耦合器u1和u2不导通，此时电压比较器u4输出低电平，控制u4c输出低电平，使继电器触点j1不能吸合，有效保护电路。
63.本实用新型提供的具有远控短路、断路保护的本质安全型先导控制电路，可以使电源与耐压金属膜电阻r1形成有效本质安全型电路，在恶劣故障环境下无法引燃瓦斯气体，提高了电气设备的使用安全性，采用型号为tlp521-4的光电耦合器u1、u2实现电源回路与控制回路的光电隔离，防止高压电路串入控制回路。
64.本实用新型提供的防短路和防断路保护功能，能够有效阻止远控电缆线路短路或者断路引起的误动作，进一步保证设备运行的可靠性，提高了控制电路的安全性，保障了供电电路的正常运行。
65.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，如本
申请使用的光电耦合器u1、u2、u3的具体结构、安装方式、控制原理，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。