專利名稱：正壓柜控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及采用防爆技術(shù)的儀表、配電柜，是一種正壓通風的防爆儀表、配電柜的控制器，具體地說，是一種正壓柜控制器。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種正壓柜控制器，其特征是有一個差壓傳感器，差壓傳感器的采樣信號經(jīng)壓差信號輸入電路輸出至一個信號處理電路，一個設(shè)定值信號輸入電路也與信號處理電路連接，信號處理電路還接有顯示輸出電路和執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動電路，一個電源電路與上述電路連接。
本實用新型中所述的在差壓傳感器與壓差信號輸入電路間裝有齊納型安全柵。執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動電路中有與信號處理電路連接的光電耦合器，光電耦合器再與三極管理解，三極管再驅(qū)動控制進出氣電磁閥的小型中間繼電器。信號處理電路采用單片機。顯示輸出電路包括壓力值數(shù)碼管顯示器，及電源、報警、工作指示、換氣指示LED。差壓傳感器為本安型高精度的擴散硅HP430差壓傳感器。
本實用新型的有益效果為結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、可靠性高、可維護性強、故障率低、性能優(yōu)良。
電路中包括本安型高精度的擴散硅HP430差壓傳感器A、本安關(guān)聯(lián)設(shè)備安全柵B、單片機AT90S8535、穩(wěn)壓塊7805、開關(guān)電源DK(為現(xiàn)有的通用技術(shù))、共陰極數(shù)碼管G、光電耦合器4N25、LED指示管LED1(電源)、LED2(換氣)、LED3(工作)、LED4(報警)、開關(guān)K1(啟動)、K2(停止)、二極管DW、D1、D2、D3、D4、三極管9013、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16 、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28等。
上述實施例是利用差壓傳感器對主腔內(nèi)的氣體和外界大氣壓進行壓差采樣，變換成4-20mA的電信號送給單片機，單片機再利用軟件進行濾波、去除干擾后，再和另外的輸入數(shù)據(jù)進行加工、比較、處理，然后把所得到的參數(shù)輸出控制進出氣電磁閥，使正壓柜主腔內(nèi)的氣壓保持在略高于外界大氣壓狀態(tài)(壓差為250Pa±100Pa)；當壓差低于80Pa時，輸出聲光報警信號，當壓差低于50Pa時，輸出一無源信號供客戶使用，來切斷供給正壓柜主腔內(nèi)電器的電源。
本實施例的電路中主要包括本安型高精度的擴散硅HP430差壓傳感器(防爆標志iaIIBT4)；本安關(guān)聯(lián)設(shè)備安全柵；愛特梅爾公司生產(chǎn)的AT90S8535單片機；以及單片機的簡單外圍電路。所利用的軟件包括對電路的輸入全部采用軟件濾波，去除了外部的電磁干擾。對數(shù)碼管采用動態(tài)掃描節(jié)省了外部的硬件。用內(nèi)部的看門狗始終監(jiān)測著軟件的運行，防止了因外界的干擾造成的程序跑飛，避免了該控制器的死機。本實用新型由于采用了模塊化的安裝結(jié)構(gòu)，因此可維護性強。
電路介紹1、壓差信號輸入電路差壓傳感器把壓力差轉(zhuǎn)換成4-20mA的電信號，通過齊納型安全柵送入單片機的采樣電路，同時利用一穩(wěn)壓二極管使采樣電路的電壓不會超過5VDC，對單片機進行保護。
2、設(shè)定值輸入信號通過可調(diào)電位器W1、W2、W3、W4對壓力差的上上限、上限、下限、下下限進行設(shè)定；用W5電位器可對換氣時間進行1-255分鐘的設(shè)定。
3、顯示輸出電路用六只數(shù)碼管對壓力差進行0-999Pa和對換氣時間進行0-255min的顯示。
4、對外部執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的電路輸出電壓信號通過電阻限流，利用光耦隔離，再驅(qū)動三極管，三極管再驅(qū)動小型中間繼電器，最后利用中間繼電器來控制進出氣電磁閥。
5、電源部分用開關(guān)電源輸出使220VAC變換成24VDC和12VDC(開關(guān)電源具有濾波、隔離、過壓、過流等保護)。24VDC電源供給差壓傳感器使用；12VDC供給小型中間繼電器使用，同時12VDC通過一穩(wěn)壓管7805穩(wěn)壓到5VDC對單片機供電。
6、AT90S8535單片機(a)內(nèi)部有32個8位通用(工作)寄存器。
(b)數(shù)據(jù)和非易失性程序內(nèi)存具有4K/8K字節(jié)的在線可編程Flash(可擦除次數(shù)為1000次)；256/512字節(jié)SRAM。(有程序加密位)。
(c)外圍特點2個具有比較模式的可分頻8位定時器/計數(shù)器；1個可預分頻、具有比較、捕捉和2個8/9/10位PWM功能的16位定時器/計數(shù)器；片內(nèi)有模擬比較器，可編程的看門狗定時器(由片內(nèi)振蕩器生成)，8通道10位ADC。
(d)特別的MCU特點有上電復位電路，具有記數(shù)功能、有獨立振蕩器的實時時鐘(RTC)；低功耗空閑、省電和掉電模式，有內(nèi)外部中斷源。
(e)有32個可編程的I/O腳，40腳PDIP封裝；工作電壓4.0-6.0V；速度為0-8MHZ。
主要的工作過程為正壓防爆柜接通220VAC電源，紅色指示電源燈亮，等控制器上電復位進行自檢完后，有壓差和換氣時間顯示。
換氣時按下起動按鈕，通過繼電器控制打開進氣口、排氣口的防爆電磁閥進行換氣，同時有黃色指示燈顯示其換氣狀態(tài)，等到達設(shè)定的時間值時，即完成整個自動換氣過程。換氣時間的設(shè)定和原先以往的正壓防爆柜控制器有明顯的改進之處，原先采用的時間繼電器控制并且只能安裝在控制器的內(nèi)部，設(shè)定時間很麻煩，必須先斷電后打開控制器的蓋子再設(shè)定時間，而現(xiàn)在的控制器的換氣時間設(shè)定在面板上，通過PLC控制，時間精度高且可靠。以往的正壓防爆柜，對氣體壓力的采樣和顯示是用的膜盒壓力表，由于它大部分是機械式膜盒加游絲結(jié)構(gòu)，容易松動，測量精度低，在運輸中經(jīng)常損壞。在換氣時，由于膜盒式壓力表為非防爆式，不能通電工作，整個換氣過程中進氣閥和排氣閥都是同時打開的，這樣就不能對正壓防爆柜內(nèi)的氣壓值進行檢測、有效地控制在一定的范圍內(nèi)。當過壓時，正壓柜前門的玻璃有可能因強壓而被破裂，嚴重時有可能危害到操作人員的安全。現(xiàn)在對氣體壓力的采樣，采用的是擴散硅式本安型差壓變送器(Ex iaIIBT4)，特耐振動。在換氣過程中，也可連續(xù)地對正壓柜內(nèi)的氣體采樣。通過A/D轉(zhuǎn)換用數(shù)碼管顯示出差壓值。換氣開始時，把進氣、排氣防爆電磁閥同時打開進行換氣，當正壓防爆柜內(nèi)的氣壓超出350Pa壓力時，防爆進氣閥關(guān)閉，防爆排氣閥仍打開；當柜內(nèi)的氣壓降低到150Pa值時，防爆進氣閥再打開，這樣周而復始地循環(huán)到換氣結(jié)束。同時，換氣時間也可在控制面板上根據(jù)需要隨意地調(diào)整。
換氣結(jié)束，黃色換氣指示燈滅，綠色工作指示燈亮，進入工作狀態(tài)，當柜內(nèi)氣壓和柜外大氣壓差低于150Pa時，進氣防爆電磁閥打開，排氣防爆電磁閥是關(guān)閉的，自動補氣；等于350Pa時，進氣防爆電磁閥關(guān)閉，當由于某種原回柜內(nèi)氣壓繼續(xù)升高大于350Pa時，排氣防爆電磁閥打開，自動排氣，直到等于350Pa時，才關(guān)閉排氣電磁閥。使柜內(nèi)氣壓保持在一定的有效范圍之內(nèi)。由于故障原因，當柜內(nèi)氣壓低于80Pa時，工作指示燈滅，紅色報警指示燈亮，防爆電鈴響，進行聲光報警；當柜內(nèi)氣壓繼續(xù)降到小于50Pa時，輸h一無源斷電信號，供客戶使用，把主腔內(nèi)電器的電源斷掉。
當想停止上壓防爆柜的工作，或消除聲音報警，按一下停止按鈕即可，一切又恢復到剛通電時的狀態(tài)。
正壓防爆柜控制器則是對正壓防爆柜時上述工作過程的控制。
權(quán)利要求1.一種正壓柜控制器，其特征是有一個差壓傳感器，差壓傳感器的采樣信號經(jīng)壓差信號輸入電路輸出至一個信號處理電路，一個設(shè)定值信號輸入電路也與信號處理電路連接，信號處理電路還接有顯示輸出電路和執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動電路，一個電源電路與上述電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓柜控制器，其特征是在差壓傳感器與壓差信號輸入電路間裝有齊納型安全柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正壓柜控制器，其特征是執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動電路中有與信號處理電路連接的光電耦合器，光電耦合器再與三極管理解，三極管再驅(qū)動控制進出氣電磁閥的小型中間繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正壓柜控制器，其特征是信號處理電路采用單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正壓柜控制器，其特征是顯示輸出電路包括壓力值數(shù)碼管顯示器，及電源、報警、工作指示、換氣指示LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正壓柜控制器，其特征是差壓傳感器為本安型高精度的擴散硅HP430差壓傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種正壓柜控制器，其特征是有一個差壓傳感器，差壓傳感器的采樣信號經(jīng)壓差信號輸入電路輸出至一個信號處理電路，一個設(shè)定值信號輸入電路也與信號處理電路連接，信號處理電路還接有顯示輸出電路和執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動電路，一個電源電路與上述電路連接。其有益效果為結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、可靠性高、可維護性強、故障率低、性能優(yōu)良。
文檔編號G05D16/20GK2556686SQ02263239
公開日2003年6月18日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者高峰, 王勝卷 申請人:江蘇恒通電氣儀表有限公司