瓦电闭锁智能型控制器的制作方法

1.本实用新型属于煤矿井下瓦斯检测设备控制技术领域，具体涉及一种瓦电闭锁智能型控制器。


背景技术：

2.煤矿企业井下生产过程中，根据国家煤炭安全规程，要求对井下回采工作面推进工作头等重要生产部位必须安装安全监测监控系统，该系统中的重要环节为矿用瓦斯传感器，由于瓦斯传感器的特点，要求每月对瓦斯传感器进行一次参数校验，由于校验时，用标准瓦斯源校验每一台瓦斯传感器，瓦斯传感器的输出信号接入到安全监测监控系统，而安全监测监控系统根据规程中“三专两闭锁”的规定，即风电闭锁、瓦斯电闭锁，瓦斯电闭锁指：瓦斯传感器检测到工作环境中甲烷ch4浓度超限5％时，必须切断工作面所有设备的非安全本质电源，防止瓦斯超限引起事故；当瓦斯浓度抵于5％时，方可为工作面设备配送工作电源，即馈电开关柜闭合，完成上述规程的流程。
3.由于校验时，不断地调整标准气体源的浓度太小，会频繁送出控制馈电开关柜的控制信号，造成馈电开关柜开关的频繁分合，必然造成馈电开关柜中断路器触头磨损氧化，减少开关工作寿命，因此，针对上述问题，有必要设计一个专用的瓦斯闭锁控制器装置，串接在远程控制开关kdg15a与馈电开关柜的合/分闸控制线圈回路中。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题：提供一种瓦电闭锁智能型控制器，在微控制器的基础上，通过内置与位置开关连接并用于收发开关量信号的i/o接口电路、用于将微控制器通过整形电路与馈电开关柜中的电流互感器连接的a/d转换器以及在与模拟激励源输出端连接馈电状态检测输入端子上并联与整形电路输出端连接并设有开关k2的馈电检测输入信号端子，实现了当控制器位置开关切换为正常运行状态时，安全监测监控系统正常运行，以及控制器位置开关切换为瓦斯校验状态时，阻止馈电开关柜的频繁分合，避免馈电开关柜断路器开关触点磨损，保证馈电开关柜断路器的使用寿命，为馈电开关柜的正常运行以及瓦斯校验提供可靠、稳定的控制条件。
5.本实用新型采用的技术方案：瓦电闭锁智能型控制器，所述控制器包括微控制器、a/d转换器、i/o接口电路、模拟激励源、整形电路和位置开关，所述微控制器与内置的i/o接口电路连接，所述i/o接口电路的其中一路i/o接口与位置开关连接，用于向微控制器下发工作状态指令并由微控制器检测位置开关状态，所述i/o接口电路的另外两路i/o接口分别用于接收开关量输入信号和发出开关量输出信号；所述微控制器与模拟激励源的控制输出端连接，所述模拟激励源的输出端与设有开关k1的馈电状态检测输入端子连接；所述整形电路与馈电开关柜中的电流互感器连接，所述整形电路一路输出通过a/d转换器与微控制器连接，所述整形电路另一路输出通过设有开关k2的馈电检测输入信号端子并联于馈电状态检测输入端子上。
6.其中，所述控制器输出端与设于面板上的状态显示灯连接。
7.进一步地，所述微控制器采用arm微控制器。
8.进一步地，所述位置开关包括正常运行开关和瓦斯校验开关，所述正常运行开关和瓦斯校验开关在电路中具有逻辑互锁关系。
9.进一步地，所述微控制器与开关k1和开关k2连接，并由微控制器控制开关k1和开关k2的通断。
10.本实用新型与现有技术相比的优点：
11.1、本技术方案在微控制器的基础上，通过内置与位置开关连接并用于收发开关量信号的i/o接口电路、用于将微控制器通过整形电路与馈电开关柜中的电流互感器连接的a/d转换器以及在与模拟激励源输出端连接馈电状态检测输入端子上并联与整形电路输出端连接并设有开关k2的馈电检测输入信号端子，实现了当控制器位置开关切换为正常运行状态时，安全监测监控系统正常运行，以及控制器位置开关切换为瓦斯校验状态时，阻止馈电开关柜的频繁分合，避免馈电开关柜断路器开关触点磨损；
12.2、本技术方案无需改变原系统的任何接线方式和控制信号的形式，只需将瓦电闭锁智能型控制器串联于远程控制开关与馈电开关柜之间即可，连接结构简单，适用于不同的安全监测监控系统，适用范围广；
13.3、本技术方案保证馈电开关柜断路器的使用寿命，为馈电开关柜的正常运行以及瓦斯校验提供可靠、稳定的控制条件。
附图说明
14.图1为本实用新型控制器连接原理示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图1描述本实用新型的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
16.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
17.瓦电闭锁智能型控制器，所述控制器1包括微控制器1
‑
1、a/d转换器1
‑
2、i/o接口电路、模拟激励源1
‑
4、整形电路1
‑
5和位置开关，所述微控制器1
‑
1与内置的i/o接口电路连接，所述i/o接口电路的其中一路i/o接口1
‑
3与位置开关连接，用于向微控制器1
‑
1下发工作状态指令并由微控制器1
‑
1检测位置开关状态，所述i/o接口电路的另外两路i/o接口1
‑
3分别用于接收开关量输入信号和发出开关量输出信号，例如：安全监测监控系统通过远程控制开关下发给馈电柜的合分控制信号；所述微控制器1
‑
1与模拟激励源1
‑
4的控制输出端连接，所述模拟激励源1
‑
4的输出端与设有开关k1的馈电状态检测输入端子1
‑
10连接，当控制器1正常工作时，k1断开，屏蔽模拟激励源1
‑
4，k2闭合馈电开关柜合分闸馈电状态检测信号通过电流互感器2被接入至该端子，为远程控制开关提供真反馈信号；所述整形电路1
‑
5与馈电开关柜中的电流互感器2连接，所述整形电路1
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5一路输出通过a/d转换器1
‑
2与微控
制器1
‑
1连接，所述整形电路1
‑
5另一路输出通过设有开关k2的馈电检测输入信号端子1
‑
6并联于馈电状态检测输入端子1
‑
10上；上述结构中，在微控制器1
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1的基础上，通过内置与位置开关连接并用于收发开关量信号的i/o接口电路、用于将微控制器1
‑
1通过整形电路1
‑
5与馈电开关柜中的电流互感器2连接的a/d转换器1
‑
2以及在与模拟激励源1
‑
4输出端连接馈电状态检测输入端子1
‑
10上并联与整形电路1
‑
5输出端连接并设有开关k2的馈电检测输入信号端子1
‑
6，实现了当控制器位置开关切换为正常运行状态时，安全监测监控系统正常运行，以及控制器位置开关切换为瓦斯校验状态时，阻止馈电开关柜的频繁分合，避免馈电开关柜断路器开关触点磨损；
18.为了显示馈电开关柜中断路器脱扣线圈的通断状态，在控制器1的面板上设置状态显示灯1
‑
7，使所述控制器1输出端与设于面板上的状态显示灯1
‑
7连接；具体的，所述微控制器1
‑
1采用arm微控制器。
19.其中，所述位置开关包括正常运行开关1
‑
8和瓦斯校验开关1
‑
9，所述正常运行开关1
‑
8和瓦斯校验开关1
‑
9在电路中具有逻辑互锁关系；具体的，所述微控制器1
‑
1与开关k1和开关k2连接，并由微控制器1
‑
1控制开关k1和开关k2的通断。
20.本结构在使用安装时，i/o接口电路有三路i/o1
‑
3接口，其中一路i/o接口1
‑
3与位置开关(正常运行开关1
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8和瓦斯校验开关1
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9)连接，再有一路i/o接口1
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3与远程控制开关的馈电控制输出端连接，最后一路i/o接口1
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3与馈电开关柜中断路器的控制线圈连接，馈电状态检测输入端子1
‑
10的端部与远程控制开关的馈电状态检测输入端连接。
21.矿金设备工作时，要求实时检测井下工作面ch4浓度，并将各测点的浓度采集至安全监测监控系统2中，上传至国家安全中心，同时，信号被接入kj95n型煤矿综合监控系统中；
22.当正常运行开关1
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8按下，处于正常运行状态，控制器1根据kdg15a型远程控制开关输出的合闸信号，控制开关k2合上，而开关k1断开，模拟激励源1
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4断开，此时，kdg15a型远程控制开关输出至微处理器1
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1的合闸信号通过微处理器1
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1直接输出至馈电开关柜；当瓦斯校验开关1
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9按下瓦斯校验开关1
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9，处于瓦斯校验状态，在瓦斯传感器1校验时，kdg15a型远程控制开关输出至至微处理器1
‑
1的信号分为两种，一种是分闸信号，另一种是合闸信号，当微控制器1
‑
1接收到分闸信号时，微控制器1
‑
1直接将分闸信号输出至馈电开关柜的控制线圈回路中，此时，k1断开，k2合上；当微控制器1
‑
1接收到合闸信号时，为了避免馈电开关柜无意义的频繁动作，控制器1控制k1闭合，k2断开，微控制器1
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1仅送出指示信号，指示馈电开关柜控制线圈通电，而非真实接通；同时，微控制器1
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1控制模拟激励源1
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4打开，模拟馈电开关柜合闸后，馈电状态监测环节中的电流互感器2送至微控制器1
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1中的馈电反馈信号经馈电状态检测输入端子1
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10送至kdg15a中的馈电检测输入端，方便校验工作进行；馈电开关柜的合分闸状态通过状态显示灯1
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7进行指示。
23.本技术方案无需改变原系统的任何接线方式和控制信号的形式，只需将瓦电闭锁智能型控制器串联于远程控制开关与馈电开关柜之间即可，连接结构简单，适用于不同的安全监测监控系统，适用范围广；保证馈电开关柜断路器的使用寿命，为馈电开关柜的正常运行以及瓦斯校验提供可靠、稳定的控制条件。
24.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新
型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。