基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关的制作方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本实用新型涉及矿用隔爆型组合开关技术领域，具体地说是一种基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关。
[【背景技术】]
[0002]由于矿用隔爆型组合开关控制技术在煤炭开采中有重要地位，是节约能源的高新技术，也是我国煤炭开采技术更新换代较快的领域，是高科技领域的综合性技术。在我国也是替代进口、节约投资的最大领域之一。尽管我国虽有个别公司有能力生产部分型号的矿用隔爆型组合开关，由于依然采用技术较为落后的PLC控制技术，既满足不了高速发展市场需求，同时现有的产品在技术的升级、质量稳定和节能效益等方向还有一定的技术功关空间，就本技术领域的世界水平而言，随着计算机技术、集成电路技术、自动控制技术和新材料、新工艺的应用，整个行业仍处在技术进步的高速发展阶段。
[0003]在矿用隔爆型组合开关技术发展过程中，组合开关主控与组合开关模块单元间的通讯总是一直受到广泛关注。传统的解决方法是基于PLC控制每个开关模块，依靠的是多芯的控制电缆，然而，大量使用多芯电缆首先是故障率太高，电缆的破损或者连接不可靠都将导致控制系统的瘫痪，同时大量使用多芯电缆的成本也较高，系统冗杂不利于提高产品的综合竞争实力，产品的售后服务工作量很重。
[【实用新型内容】]
[0004]本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关，解决了传统方法所存在设计复杂、对技术人员要求高、通讯系统体积大、成本高等问题，实现了控制部分和高压部分完全可靠隔离，且具有很好的抗电磁干扰性能，降低了系统成本。
[0005]为实现上述目的设计一种基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关，包括单光纤双向通讯装置，所述单光纤双向通讯装置设置在矿用组合开关主控中心与矿用组合开关模块单元间，所述单光纤双向通讯装置包括总线控制器一 1、总线控制器二 2、FPGA可编程控制器一 3、FPGA可编程控制器二 4、光电转换驱动器一 5、光电转换驱动器二 6、单模光纤一 7和单模光纤二 8，所述单模光纤一 7、单模光纤二 8分别连接在光电转换驱动器一 5与光电转换驱动器二 6之间，所述单模光纤一 7、单模光纤二 8的传输方向相反，所述光电转换驱动器一 5、光电转换驱动器二 6分别连接总线控制器一 1、总线控制器二 2，所述总线控制器一1、总线控制器二 2分别连接FPGA可编程控制器一 3、FPGA可编程控制器二 4。
[0006]所述单模光纤一 7、单模光纤二 8的上行和下行采用不同的波长。
[0007]本实用新型同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过单光纤双向通讯装置实现了组合开关主控与组合开关模块单元间的数据传输与交换的双向分离，解决了数据传输交换中容易发生的数据混乱问题，同时在尽量简单易控的前提下，使用一根单模光纤，实现了控制部分和高压部分完全可靠隔离，从而具有很好的抗电磁干扰性能，且保证了正反向信息流通的有效分离；此外，本实用新型采用单模光纤收发器件实现组合开关主控单元和组合开关模块单元之间的信号的传输，不仅很好地解决了强弱电之间的隔离问题和信号的精确发送，而且大大缩小了系统体积，降低了系统成本。
[【附图说明】]
[0008]图1是本实用新型的结构示意图；
[0009]图2是本实用新型光电转换驱动器和光纤部分的电路示意图；
[0010]图中:1、总线控制器一 2、总线控制器二 3、FPGA可编程控制器一 4、FPGA可编程控制器二 5、光电转换驱动器一 6、光电转换驱动器二 7、单模光纤一 8、单模光纤二。
[【具体实施方式】]
[0011]下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明:
[0012]如附图1所示，本实用新型包括:单光纤双向通讯装置，该单光纤双向通讯装置设置在矿用组合开关主控中心与矿用组合开关模块单元间，单光纤双向通讯装置包括总线控制器一 1、总线控制器二 2、FPGA可编程控制器一 3、FPGA可编程控制器二 4、光电转换驱动器一 5、光电转换驱动器二 6、单模光纤一 7和单模光纤二 8，单模光纤一 7、单模光纤二 8分别连接在光电转换驱动器一 5与光电转换驱动器二 6之间，单模光纤一 7、单模光纤二 8的传输方向相反，单模光纤一 7、单模光纤二 8的上行和下行采用不同的波长，光电转换驱动器一 5、光电转换驱动器二 6分别连接总线控制器一 1、总线控制器二 2，总线控制器一 1、总线控制器二 2分别连接FPGA可编程控制器一 3、FPGA可编程控制器二 4。
[0013]本实用新型中，单模单光纤通讯装置设置在组合开关主控中心与组合开关模块单元间，其包括两总线控制器芯片、两FPGA可编程逻辑控制器、两光电转换驱动器和一根单模光纤、一根单模光纤传输方向相反，上行下行波长不同，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。
[0014]本实用新型中，要发送的数据送入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现数据缓冲、并串转换等所必需的信号处理，处理过的信号进入总线控制器，经过算法等高级处理过程后形成串行信号，串行电信号经电光转换器转换成串行光信号送入单模光纤进行传输。在接收端，经光电转换器将光信号转换民串行电信号送入总线控制器由总线控制器，再由总线控制器把一些需要可编程逻辑控制器解决的信号送入到可编程控制器中，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现串并转换、数据缓冲等所必需的信号处理过程。
[0015]如附图2所示，为本实用新型光电转换驱动器和光纤部分的电路图，0CB3252为发送接收一体光电转换驱动器，0CB4252为发送接收一体光电转换驱动器。
[0016]本实用新型中，光纤接口不区分发送和接收，主要是光纤信号和逻辑信号的转换，一个光纤中同时进行双向传输互不影响，上行和下行的传输的波长不同，是一体式光纤通讯模块。经过光纤模块的光信号被分离出发送和接收两个波长，发送的波长1310nm，接收的波长1550nm，光纤模块的光信号转换成TTL电信号，RX和TX，分别接到双方的MCU控制端口。如，0CB3252和0CB4252必须成对使用，不能两侧都使用0CB3252，也不能两侧都使用0CB4252，0CB3252 和 0CB4252 接口 电平兼容标准 TTL 电平和 CMOS 电平。0CB3252 和 0CB4252之间的传输速率最高可达lOMb/s，能够完全满足矿用组合开关内部的最大数据传输量。
[0017]本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关，其特征在于:包括单光纤双向通讯装置，所述单光纤双向通讯装置设置在矿用组合开关主控中心与矿用组合开关模块单元间，所述单光纤双向通讯装置包括总线控制器一(I)、总线控制器二(2)、FPGA可编程控制器一(3)、FPGA可编程控制器二(4)、光电转换驱动器一(5)、光电转换驱动器二(6)、单模光纤一(7)和单模光纤二(8)，所述单模光纤一(7)、单模光纤二(8)分别连接在光电转换驱动器一(5)与光电转换驱动器二(6)之间，所述单模光纤一(7)、单模光纤二(8)的传输方向相反，所述光电转换驱动器一(5)、光电转换驱动器二(6)分别连接总线控制器一(1)、总线控制器二(2)，所述总线控制器一(I)、总线控制器二(2)分别连接FPGA可编程控制器一 (3)、FPGA可编程控制器二(4)。
2.如权利要求1所述的基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关，其特征在于:所述单模光纤一(7)、单模光纤二(8)的上行和下行采用不同的波长。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于单光纤双向通讯装置的矿用组合开关，包括单光纤双向通讯装置，单光纤双向通讯装置设置在矿用组合开关主控中心与矿用组合开关模块单元间，单光纤双向通讯装置包括总线控制器一(1)、总线控制器二(2)、FPGA可编程控制器一(3)、FPGA可编程控制器二(4)、光电转换驱动器一(5)、光电转换驱动器二(6)、单模光纤一(7)和单模光纤二(8)，单模光纤一(7)、单模光纤二(8)分别连接在光电转换驱动器一(5)与光电转换驱动器二(6)之间，单模光纤一(7)、单模光纤二(8)的传输方向相反；本实用新型实现了控制部分和高压部分完全可靠隔离，且具有很好的抗电磁干扰性能，降低了系统成本。
【IPC分类】H04B10-40
【公开号】CN204392258
【申请号】CN201520073298
【发明人】叶忠松, 储成俊, 马海刚, 周水龙, 杨莲翠, 伍森
【申请人】电光防爆科技（上海）有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月2日