一种用于自动识别及传递回路信号的电路装置安全栅的制作方法

本发明涉及工业仪表防爆领域，尤其涉及一种用于自动识别及传递回路信号的电路装置安全栅。

背景技术：

1、工业仪表防爆领域中，安全栅作为含有本质安全电路的关联设备被大量的使用。并且根据不同的现场需求，会使用到不同功能类型的安全栅，如：模拟量输入型安全栅(analog input)、模拟量输出型安全栅(analog output)、数字量输入型安全栅(digitalinput)、数字量输出型安全栅(digital output)。

2、应用现场需要采购的安全栅类型多，且数量多，采购较为繁琐，同时也会出现备件不足，或剩余的安全栅无法在其他现场使用到等情况。

3、国外已实现智能型通用信号输入安全栅的产品，但需要结合现场应用，对智能型安全栅按需组态配置。然而，当项目点数较多时，无形增加了仪表工程师的配置工作时长及标签区分。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于自动识别及传递回路信号的电路装置安全栅，可以满足多种输入/输出类型的安全栅的应用场景，适用范围广，减小配置及标签分区等工作量，提高工作效率。

2、根据本发明的一方面，提供了一种用于自动识别及传递回路信号的电路装置安全栅，该安全栅包括：本安侧电路、非本安侧电路、全桥驱动电路和电源电路；

3、其中，所述本安侧电路包括多个接线端；所述接线端用于接入输入型设备或输出型设备；其中，所述输入型设备至少包括模拟量输入型设备和开关量输入型设备；所述输出型设备至少包括模拟量输出型设备和开关量输出型设备；

4、其中，所述本安侧电路与所述全桥驱动电路电连接；所述全桥驱动电路分别与所述非本安侧电路和外部变压器电源电连接；所述非本安侧电路用于接入非本安侧设备；

5、所述电源电路分别与所述全桥驱动电路和所述非本安侧电路电连接，用于向所述全桥驱动电路和所述非本安侧电路提供工作电压；

6、所述接线端在接入输入型设备时，所述输入型设备输出的电流信号使得所述输入型设备与所述本安侧电路形成第一闭环电路，且所述全桥驱动电路、所述非本安侧电路、所述非本安侧设备和所述外部变压器电源形成第二闭环电路，实现电流信号从本安侧向非本安侧传递；

7、所述接线端在接入输出型设备时，所述非本安侧设备输出的电流信号使得所述非本安侧设备、所述非本安侧电路、所述外部变压器电源和所述全桥驱动电路形成第三闭环电路，且所述本安侧电路和所述输出型设备形成第四闭环电路，实现电流信号从非本安侧向本安侧传递。

8、可选地，所述本安侧电路至少包括四个接线端，分别为第一接线端、第二接线端、第三接线端和第四接线端；

9、其中，所述第一接线端和所述第二接线端用于接入模拟量输入型二线制变送器设备、模拟量输出型阀门定位器设备、开关量输入型干接点设备和开关量输出型电磁阀设备中的一种；

10、所述第二接线端和所述第三接线端用于接入模拟量输入型恒流源设备；

11、所述第二接线端和所述第四接线端用于接入开关量输入型namur开关设备。

12、可选地，所述本安侧电路至少还包括：第一开关管、第一电感、第二电感、第一二极管和第二二极管；所述第一开关管的第一端与各所述接线端电连接，所述第一开关管的第二端和第三端接地，所述第一开关管的第三端还与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第一端还与各所述接线端电连接；所述第一电感的第二端接地，所述第一电感的第三端与所述第二电感的第一端电连接，所述第一电感的第四端与所述第一二极管的第一端和所述第二二极管的第一端电连接；所述第二电感的第二端与所述第一二极管的第二端和所述第二二极管的第二端电连接，所述第一二极管的第三端和所述第二二极管的第三端均与所述全桥驱动电路电连接。

13、可选地，所述非本安侧电路至少包括：第一信号引脚、第二信号引脚、第一保险丝、第三电感、第三二极管、第二开关管、第三开关管、第一运放器和第一电阻；

14、其中，所述第一信号引脚和所述第二信号引脚与所述非本安侧设备电连接；所述第一信号引脚还与所述第一保险丝电连接，所述第一保险丝还与所述第三电感的第一端电连接，所述第二信号引脚还与所述第三电感的第二端电连接，所述第三电感的第三端接地，所述第三电感的第四端与所述第三二极管的阳极电连接，所述第三二极管的阴极与所述第二开关管的第一端电连接，所述第二开关管的第二端分别与所述电源电路和所述第三开关管的第一端电连接，所述第二开关管的第三端与所述外部变压器电源电连接；所述第三开关管的第二端接地，所述第三开关管的第三端与所述第一运放器电连接，所述第一运放器还与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第一端还与所述全桥驱动电连接电连接，所述第一电阻的第二端接地。

15、可选地，所述全桥驱动电路至少包括：变压器、集成单元、第一或非门、第二或非门、第三或非门、第四或非门、第四开关管、第五开关管、第六开关管和第七开关管；

16、其中，所述集成单元与所述电源电路电连接；所述集成单元的第一输出端分别与所述第一或非门的第一输入端和所述第二或非门的第二输入端电连接，所述集成单元的第二输出端与所述第二或非门的第一输入端电连接，所述集成单元的第三输出端与所述第一或非门的第二输入端电连接；所述第一或非门的输出端与所述第三或非门的第一输入端和第二输入端电连接；所述第二或非门的输出端与所述第四或非门的第一输入端和第二输入端电连接；

17、所述第三或非门的输出端分别与所述第四开关管的第一端和所述外部变压器电源电连接；所述第四或非门的输出端分别与所述第五开关管的第一端和所述外部变压器电源电连接；所述第六开关管的第一端分别与所述第四或非门的第一输入端和第二输入端电连接；所述第七开关管的第一端分别与所述第三或非门的第一输入端和第二输入端电连接；所述第四开关管的第二端和所述第五开关管的第二端均与所述外部变压器电源电连接；所述第四开关管的第三端与所述第六开关管的第三端电连接，所述第五开关管的第三端与所述第七开关管的第三端电连接；所述第六开关管的第二端和所述第七开关管的第二端均与所述非本安侧电路电连接；

18、其中，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述初级线圈分别与所述第四开关管的第三端和所述第五开关管的第三端电连接；所述次级线圈与所述本安侧电路电连接。

19、可选地，所述电源电路包括：第一电源输入端、第二电源输入端、第一浪涌保护单元、第二浪涌保护单元、过流保护单元、滤波单元、反接保护单元、电源芯片、第一分压单元、第二分压单元、电压抬高单元、第一泄流单元、第二泄流单元和电源端；

20、其中，所述第一浪涌保护单元分别与所述第一电源输入端和所述第二电源输入端电连接；所述第一电源输入端与所述过流保护单元电连接，所述过流保护单元和所述第二电源输入端分别与所述滤波单元电连接，所述滤波单元还与所述反接保护单元和接地端电连接；所述反接保护单元还分别与所述第二浪涌保护单元和所述第一分压单元电连接；所述第一分压单元还与所述电源芯片电连接；所述电源芯片还分别与所述电压抬高单元和所述第二分压单元电连接；所述第一泄流单元还分别与所述电压抬高单元和所述电源端电连接；所述第二分压单元和所述第二泄流单元均与所述电源端电连接；所述第二浪涌保护单元、所述电源芯片、所述第一泄流单元、所述第二泄流单元以及所述第二分压单元均与所述接地端电连接；所述电源端与所述全桥驱动电路和所述非本安侧电路电连接。

21、可选地，该安全栅还包括调零电路、调满电路和信号识别与校准电路；

22、其中，所述调零电路分别与所述非本安侧电路、所述外部变压器电源、所述调满电路和所述信号识别与校准电路电连接，所述调零电路用于校准所述本安侧电路和所述非本安侧电路之间的电流信号的零点；

23、所述调满电路分别与所述非本安侧电路、所述外部变压器电源和所述信号识别与校准电路电连接，所述调满电路用于校准所述本安侧电路和所述非本安侧电路之间的电流信号的满点；

24、所述信号识别与校准电路分别与所述非本安侧电路和所述外部变压器电源电连接，所述信号识别与校准电路用于识别电流信号在所述本安侧电路和所述非本安侧电路之间的传递方向，并校准所述本安侧电路和所述非本安侧电路之间的电流信号的偏差。

25、可选地，所述调零电路至少包括：第一电压基准、第一跟随器、第一电位器、第八开关管和第四二极管；

26、其中，所述第一电压基准的第一端与第二端电连接；所述第一电压基准的第二端还与所述电源电路电连接；所述第一电压基准的第三端分别与接地端和所述第一跟随器的第一输入端电连接；所述第一跟随器的第二输入端与所述第一电位器电连接，所述第一跟随器的输出端与所述第八开关管的第一端电连接，所述第八开关管的第二端与所述第一电位器电连接，所述第八开关管的第三端与所述第四二极管的阳极电连接；所述第四二极管的阴极分别与所述非本安侧电路、所述外部变压器电源、所述调满电路和所述信号识别与校准电路电连接；所述第一电位器还与所述电源电路电连接。

27、可选地，所述调满电路至少包括：第二电位器和第九开关管；

28、其中，所述第二电位器分别与接地端和所述第九开关管的第二端电连接，所述第九开关管的第一端与所述非本安侧电路电连接；所述第九开关管的第三端分别与所述调零电路、所述信号识别与校准电路以及所述外部变压器电源电连接。

29、可选地，所述信号识别与校准电路至少包括：第一比较器、第十开关管、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

30、其中，所述第二电阻的第一端分别与所述调满电路和所述外部变压器电源电连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第一端与所述第一比较器的第一输入端电连接，所述第三电阻的第二端接地；所述第一比较器的第一输入端还与所述非本安侧电路电连接；所述第一比较器的第二输入端分别与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端电连接；所述第四电阻的第二端与所述电源电路电连接；所述第五电阻的第二端接地；所述第一比较器的输出端与所述第十开关管的第一端电连接；所述第十开关管的第二端接地，所述第十开关管的第三端分别与所述非本安侧电路、所述调满电路、所述调零电路以及所述外部变压器电源电连接。

31、本发明实施例的技术方案，通过提供一种用于自动识别及传递回路信号的电路装置安全栅，该安全栅包括：本安侧电路、非本安侧电路、全桥驱动电路和电源电路；本安侧电路包括多个接线端；接线端用于接入输入型设备或输出型设备；输入型设备至少包括模拟量输入型设备和开关量输入型设备；输出型设备至少包括模拟量输出型设备和开关量输出型设备；本安侧电路与全桥驱动电路电连接；全桥驱动电路分别与非本安侧电路和外部变压器电源连接；非本安侧电路用于接入非本安侧设备；电源电路分别与全桥驱动电路和非本安侧电路电连接，用于向全桥驱动电路和非本安侧电路提供工作电压；接线端在接入输入型设备时，输入型设备输出的电流信号使得输入型设备与本安侧电路形成第一闭环电路，且全桥驱动电路、非本安侧电路、非本安侧设备和外部变压器电源形成第二闭环电路，实现电流信号从本安侧向非本安侧传递；接线端在接入输出型设备时，非本安侧设备输出的电流信号使得非本安侧设备、非本安侧电路、外部变压器电源和全桥驱动电路形成第三闭环电路，且本安侧电路和输出型设备形成第四闭环电路，实现电流信号从非本安侧向本安侧传递。由此可知，该安全栅可适用于多种输入/输出型设备的安全栅应用场景，如模拟量输入型设备、开关量输入型设备、模拟量输出型设备以及开关量输出型设备，其通用性强，适用范围广，可选择性大，并且可以极大减轻配置及标签区分等工作量，提高工作效率。

32、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。