專利名稱：光耦隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)的本安電路與非本安電路之間以及電源和 控制器等之間的隔離裝置，具體涉及一種光耦隔離裝置。
背景技術(shù)：
目前，本安電路是指在正常工作或規(guī)定的故障條件下，產(chǎn)生的任何電火花和熱效 應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。而非本安電路為不具備上述性能的電路?，F(xiàn) 有的采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，其非本安電路和本安電路直接連接，其缺點(diǎn)在于，其非本安電路的電 源經(jīng)常反串到本安電路中或強(qiáng)電磁干擾控制器等，導(dǎo)致電路受到干擾，影響工程設(shè)備工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光耦隔離裝置，可以防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁的干擾或非本安電壓通過輸 出通道反串到本安電壓電路中，還可以在應(yīng)急操作和正常操作之間切換，使用簡單、方便。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光耦隔離裝置，其特征是，該裝置包含光耦模塊；該光耦模塊包含若干個并聯(lián)連接的光耦單元；該光耦單元包含常閉觸 點(diǎn)回路和常開觸點(diǎn)回路，該常閉觸點(diǎn)回路包含輸入回路和輸出回路，該常開觸點(diǎn)回路包含 輸入回路和輸出回路；與光耦模塊電路連接的繼電模塊；該繼電模塊的輸入回路分別連接本安電路的正 極端和負(fù)極端，該繼電模塊包含第一觸點(diǎn)模塊和第二觸點(diǎn)模塊，該第一觸點(diǎn)模塊電路連接 本安電路的正極端，該第二觸點(diǎn)模塊電路連接非本安電路的負(fù)極；上述的常閉觸點(diǎn)回路輸入回路的正極端電路連接第一觸點(diǎn)模塊的常閉觸點(diǎn)，該常 開觸點(diǎn)回路的輸入回路正極端電路連接第一觸點(diǎn)模塊的常開觸點(diǎn)；該常閉觸點(diǎn)回路和常開 觸點(diǎn)回路的輸入回路負(fù)極端電路連接本安電路的負(fù)極端；上述的常閉觸點(diǎn)回路和常開觸點(diǎn)回路的輸出回路的負(fù)極端電路連接第二觸點(diǎn)模 塊的常閉觸點(diǎn)，該第二觸點(diǎn)模塊的常開觸點(diǎn)空置；該光耦隔離裝置還包含設(shè)置在繼電模塊的輸入回路與本安電路的負(fù)極端之間的 撥扭開關(guān)。上述的常閉觸點(diǎn)回路和常開觸點(diǎn)回路的輸入回路負(fù)極端與本安電路的負(fù)極端之 間設(shè)置有控制開關(guān)。當(dāng)正常操作時，繼電模塊的第一觸點(diǎn)模塊和第二觸點(diǎn)模塊常閉觸點(diǎn)有效，當(dāng)控制 開關(guān)閉合，光耦單元的常閉觸點(diǎn)回路的輸入回路導(dǎo)通，并觸發(fā)常閉觸點(diǎn)回路的輸出回路導(dǎo) 通，使光耦模塊有輸出若干路信號送到控制模塊，控制機(jī)器正常工作；當(dāng)應(yīng)急操作時，繼電模塊的第一觸點(diǎn)模塊和第二觸點(diǎn)模塊的常閉觸點(diǎn)斷開常開觸 點(diǎn)閉合，無信號輸出給控制模塊，當(dāng)控制開關(guān)閉合，光耦單元的常開觸點(diǎn)回路的輸入回路導(dǎo) 通，并觸發(fā)常開觸點(diǎn)回路的輸出回路導(dǎo)通，使光耦模塊有輸出若干路信號送到機(jī)器內(nèi)部，控 制機(jī)器應(yīng)急工作。
本發(fā)明光耦隔離裝置和現(xiàn)有的連接方式相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明采用光耦模塊 和繼電模塊，將電路中本安電路和非本安電路隔離，防止工程現(xiàn)場強(qiáng)電磁的干擾或非本安 電壓通過輸出通道反串到本安電壓電路中。


圖1為本發(fā)明光耦隔離裝置的繼電模塊和光耦模塊的電路圖；圖2為本發(fā)明光耦隔離裝置的光耦單元的電路圖；圖3為本發(fā)明光耦隔離裝置的繼電模塊的電路圖；圖4為本發(fā)明光耦隔離裝置的控制開關(guān)和撥扭開關(guān)的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明提供一種光耦隔離裝置，該裝置包含光耦模塊1，及與該光耦 模塊1電路連接的繼電模塊2。該光耦模塊1包含六個并聯(lián)連接的光耦單元；該六個光耦單元采用三個并聯(lián)連接 的光耦芯片U1、U2和U3，該光耦芯片U1、U2和U3采用TL521-4芯片；光耦芯片包含四個發(fā) 光二極管LED及四個光電三極管VT，而每個光耦芯片中所包含的四個發(fā)光二極管LED的兩 端分別依次占據(jù)其管腳1、管腳2、管腳3、管腳4、管腳5、管腳5、管腳6、管腳7和管腳8 ；該 光耦芯片中的四個光電三極管VT的兩端分別依次占據(jù)其管腳9、管腳10、管腳11、管腳12、 管腳13、管腳14、管腳15和管腳16如圖2所示，光耦單元U包含常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12，該常閉觸點(diǎn)回 路11包含輸入回路111和輸出回路112，該常開觸點(diǎn)回路12包含輸入回路121和輸出回路 122。該常閉觸點(diǎn)回路11的輸入回路111包含串聯(lián)連接的電阻Rl和發(fā)光二極管LED2， 以及與電阻Rl和發(fā)光二極管LED2并聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管ZDl。該電阻Rl的阻值為IK ；發(fā) 光二極管LED2在光耦芯片Ul的管腳1、2之間，管腳1為正極、管腳2為負(fù)極；該穩(wěn)壓二極 管ZDl的型號為15KE16CA。常閉觸點(diǎn)回路11的輸出回路112包含光電三極管VT1，該光電 三極管VTl在光耦芯片Ul的管腳16、15之間，其中管腳15連接光電三極管VTl的發(fā)射極， 管腳16連接集電極。該常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路121包含串聯(lián)連接的電阻R2和發(fā)光二極管LED3， 以及與電阻R2和發(fā)光二極管LED3并聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管ZD2。該電阻Rl的阻值為IK ；發(fā) 光二極管LED3在光耦芯片Ul的管腳3、4之間，管腳3為正極、管腳4為負(fù)極；該穩(wěn)壓二極 管ZD2的型號為15KE16CA。常開觸點(diǎn)回路12的輸出回路122包含光電三極管VT2，該光電 三極管VT2在光耦芯片Ul的管腳14、13之間，其中管腳13連接光電三極管VTl的發(fā)射極， 管腳14連接集電極。如圖3所示，繼電模塊2的輸入回路21分別通過Li. 9連接本安電路的正極端，通過L1.7連接本安電路的負(fù)極端，該本安電路的本安電路電壓為12V。該繼電模塊2包含第 一觸點(diǎn)模塊22和第二觸點(diǎn)模塊23，該第一觸點(diǎn)模塊22電路通過Li. 9連接本安電路的正極 端，該第二觸點(diǎn)模塊23通過L2. 8電路連接非本安電路。繼電模塊2采用繼電器Kl，該繼電器K1為0MR0N12V繼電器，其型號為G6A-274P-ST-US。繼電模塊2的輸入回路21包含串聯(lián)連接的電阻R13和發(fā)光二極管LED1，以及與電阻R13和發(fā)光二極管LED1并聯(lián)連接的二極管D1，及繼電器K1的觸發(fā)器，該觸發(fā)器占繼電器 K1的管腳1和管腳16。繼電模塊2的第一觸點(diǎn)模塊22占繼電器K1的管腳4、管腳6和管腳8，其中管腳 4和管腳6之間為第一觸點(diǎn)模塊22的常閉觸點(diǎn)；管腳4和管腳8之為第一觸點(diǎn)模塊22的 常開觸點(diǎn)。繼電模塊2的第二觸點(diǎn)模塊23占繼電器K1的管腳13、管腳11和管腳9，其中管 腳13和管腳11之間為第二觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)；管腳13和管腳9之為第二觸點(diǎn)模塊 23的常開觸點(diǎn)。如圖1所示，光耦單元U的常閉觸點(diǎn)回路11的輸入回路111的正極端電路連接繼 電模塊2第一觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)，而光耦單元U的常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路121 正極端電路連接第一觸點(diǎn)模塊23的常開觸點(diǎn)。光耦單元U的常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路111和121的負(fù)極 端電路通過LI. 1連接本安電路的負(fù)極端。常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12的輸出回路112和122的負(fù)極端電路連接第 二觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)，并通過L3. 7輸出至采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)之類機(jī)器的控制模塊PLC， 其大小為DC24V VG。而繼電模塊2的第二觸點(diǎn)模塊23的常開觸點(diǎn)空置。常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12的輸出回路112和122的正極端電路分別通 過L2. 1和L3. 1輸出至采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部的不同控制回路，L2. 1和L3. 1輸出均為24V VG。L2. 1輸出至機(jī)器的控制模塊PLC，而L3. 1輸出至采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)之類機(jī)器內(nèi)部用于觸 發(fā)工作的一繼電器線圈的一腳，該繼電器線圈的另一腳與非本安電路正極連接。如圖4所示，本發(fā)明光耦隔離裝置還包含設(shè)置在繼電模塊2的輸入回路21與本安 電路的負(fù)極端之間的撥扭開關(guān)B7。繼電模塊2的輸入回路21通過L1. 7與撥扭開關(guān)B7連 接。常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路112和122負(fù)極端與本安電路的 負(fù)極端之間設(shè)置有控制開關(guān)B1。其中常閉觸點(diǎn)回路11和常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路112 和122負(fù)極端通過LI. 1與控制開關(guān)B1連接。由圖1可見，光耦模塊1中其余光耦單元在電路中的連接關(guān)系，同理于光耦單元U。本發(fā)明光耦隔離裝置的運(yùn)作流程如下本發(fā)明光耦隔離裝置裝載在采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)之類的機(jī)器的電路中對本安電路和 非本安電路進(jìn)行光電隔離。當(dāng)該采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)之類的機(jī)器正常操作時，撥扭開關(guān)B7斷開，L1. 7處未連接本 安電路的負(fù)極端，繼電模塊2的輸入回路21上無施加電壓，使繼電器K1未觸發(fā)吸合，其第 一觸點(diǎn)模塊22和第二觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)有效。由于第二觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)導(dǎo) 通，使L2. 8和L3. 7導(dǎo)通，L3. 7向控制模塊PLC輸出信號。由于第一觸點(diǎn)模塊22的常閉觸 點(diǎn)導(dǎo)通，光耦單元U的常閉觸點(diǎn)回路11的輸入回路111的正極端電路處于帶電狀態(tài)。當(dāng)圖 4中的控制開關(guān)B1閉合，LI. 1有來自本安電路的電壓輸入，常閉觸點(diǎn)回路11的輸入回路 111內(nèi)導(dǎo)通本安電路，使發(fā)光二極管LED2工作發(fā)光，同時光電三極管VT1接收該光能導(dǎo)通，并使常閉觸點(diǎn)回路11的輸出回路112內(nèi)導(dǎo)通非本安電路，同時L2. 1和L3. 7之間導(dǎo)通，使 L2.1有輸出信號DC 24VG送到控制模塊PLC，由于控制模塊PLC的公共端接DC 24V+，所以 當(dāng)L2. 1的信號輸入時，即可觸發(fā)控制模塊PLC控制采煤機(jī)或掘進(jìn)機(jī)之類的機(jī)器工作。由圖1和圖4中電路的連接關(guān)系可見，L2. 2、L2. 3、L2. 4、L2. 5和L2. 6的工作原理 與L2. 1同理，都輸出信號送到控制模塊PLC。當(dāng)機(jī)器應(yīng)急操作時，撥扭開關(guān)B7閉合，繼電模塊2的輸入回路2 1上施加有本安電 路的電壓，繼電器Kl觸發(fā)吸合，使第一觸點(diǎn)模塊22和第二觸點(diǎn)模塊23的常閉觸點(diǎn)斷開、同 時常開觸點(diǎn)閉合。由于第二觸點(diǎn)模塊23的常開觸點(diǎn)導(dǎo)通，而該常開觸點(diǎn)空接，使L2.8和 L3. 7未導(dǎo)通，L3. 7無信號輸出給控制模塊PLC ；同時由于輸入回路21導(dǎo)通，使LEDl工作發(fā) 光，警告工作人員該機(jī)器處于應(yīng)急操作。由于第一觸點(diǎn)模塊22的常開觸點(diǎn)閉合導(dǎo)通，光耦 單元U的常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路121的正極端電路處于帶電狀態(tài)，當(dāng)圖4中的控制開 關(guān)Bl閉合，Li. 1有來自本安電路的電壓輸入，常開觸點(diǎn)回路12的輸入回路121內(nèi)導(dǎo)通本 安電路，使發(fā)光二極管LED3工作發(fā)光，同時光電三極管VT2接收該光能導(dǎo)通，使L3. 1所連 接的機(jī)器內(nèi)部的繼電器線圈的一腳與L3. 7導(dǎo)通，由于該繼電器線圈的另一腳接DC 24V+， 而L3.7接DC 24VG，L3. 1和L3.7之間導(dǎo)通即可觸發(fā)該繼電器工作，并控制機(jī)器進(jìn)行相應(yīng)的 應(yīng)急工作。由圖1和圖4中電路的連接關(guān)系可見，L3. 2、L3. 3、L3. 4、L3. 5和L3. 6的工作原理 與L3. 1同理，都輸出信號送到機(jī)器內(nèi)部。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
一種光耦隔離裝置，其特征在于，該裝置電路連接在本安電路和非本安電路之間，該裝置包含光耦模塊(1)；該光耦模塊(1)包含若干個并聯(lián)連接的光耦單元(U)；所述光耦單元(U)包含常閉觸點(diǎn)回路(11)和常開觸點(diǎn)回路(12)，該常閉觸點(diǎn)回路(11)包含輸入回路(111)和輸出回路(112)，該常開觸點(diǎn)回路(12)包含輸入回路(121)和輸出回路(122)；與所述光耦模塊(1)電路連接的繼電模塊(2)；該繼電模塊(2)的輸入回路(21)分別連接本安電路的正極端和負(fù)極端，該繼電模塊(2)包含第一觸點(diǎn)模塊(22)和第二觸點(diǎn)模塊(23)，該第一觸點(diǎn)模塊(21)電路連接所述的本安電路的正極端，該第二觸點(diǎn)模塊(22)電路連接所述的非本安電路的負(fù)極；所述的常閉觸點(diǎn)回路(11)的輸入回路(111)的正極端電路連接所述第一觸點(diǎn)模塊(21)的常閉觸點(diǎn)，所述的常開觸點(diǎn)回路(12)的輸入回路(121)的正極端電路連接所述第一觸點(diǎn)模塊(21)的常開觸點(diǎn)；該常閉觸點(diǎn)回路(11)和常開觸點(diǎn)回路(12)的輸入回路(111)、(121)負(fù)極端電路連接本安電路的負(fù)極端；所述的常閉觸點(diǎn)回路(11)和常開觸點(diǎn)回路(12)的輸出回路(112)、(122)的負(fù)極端電路連接所述第二觸點(diǎn)模塊(22)的常閉觸點(diǎn)，所述第二觸點(diǎn)模塊(22)的常開觸點(diǎn)空置；該光耦隔離裝置還包含設(shè)置在繼電模塊(2)的輸入回路(21)與本安電路的負(fù)極端之間的撥扭開關(guān)(B7)。
2.如權(quán)利要求1所述的光耦隔離裝置，其特征在于，在所述的常閉觸點(diǎn)回路(11)和常 開觸點(diǎn)回路(12)的輸入回路(111)、(121)負(fù)極端與本安電路的負(fù)極端之間設(shè)置有控制開 關(guān)(B1)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光耦隔離裝置，該裝置包含光耦模塊，與光耦模塊電路連接的繼電模塊；該繼電模塊包含第一觸點(diǎn)模塊和第二觸點(diǎn)模塊，該光耦模塊包含若干個并聯(lián)連接的光耦單元；該光耦隔離裝置還包含設(shè)置在繼電模塊的輸入回路與本安電路的負(fù)極端之間的撥扭開關(guān)。本發(fā)明采用光耦模塊和繼電模塊，將電路中本安電路和非本安電路隔離，防止工程現(xiàn)場強(qiáng)電磁的干擾或非本安電壓通過輸出通道反串到本安電壓電路中。
文檔編號H02H3/02GK101820160SQ201010132719
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者吳福濤, 周學(xué)華, 徐桂軍, 秦文彬, 趙江偉 申請人:上海創(chuàng)力礦山設(shè)備有限公司