一種半雙工隔離式安全柵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種安全柵，特別涉及一種半雙工隔離式安全柵。
【背景技術(shù)】
[0002]安全柵又稱安全保持器，本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)之間雙向傳遞電信號(hào)，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險(xiǎn)區(qū)的能量轉(zhuǎn)遞。按結(jié)構(gòu)全柵分為二大類(lèi):一類(lèi)為齊納式安全柵，其原理簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)容易，價(jià)格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)用范圍。隔離式安全柵采用了將輸入、輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全相比，隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點(diǎn)和更為廣泛用途，雖然其價(jià)格略高于齊納式安全柵，但從設(shè)計(jì)、施工安裝、調(diào)試及維護(hù)成本來(lái)考慮，其綜合成本反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現(xiàn)場(chǎng)幾乎無(wú)一例外地采用了隔離式安全柵作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。
[0003]安全柵廣泛用于防爆等領(lǐng)域的工業(yè)儀表前端信號(hào)處理，對(duì)于提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力，保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性有非常重要的作用，但是目前的安全柵存在以下不足:功耗大，穩(wěn)定性差，溫度特性差，抗干擾能力差，輸出漂移大，容易出現(xiàn)故障；此外輸出功率小，限流電阻較大，發(fā)熱量多，電阻溫升過(guò)高；而且產(chǎn)品體積較大，不利于現(xiàn)場(chǎng)安裝。此外現(xiàn)有的安全柵工作方式單一，只能對(duì)一種信號(hào)進(jìn)行隔離，接口單一，兼容性也不強(qiáng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:為了克服以上不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種半雙工隔離式安全柵，該半雙工隔離式安全柵隔離效果好、兼容性強(qiáng)、可靠性高、溫度特性好、響應(yīng)快、低功耗、生產(chǎn)成本低的隔離式安全柵。
[0005]技術(shù)方案:一種半雙工隔離式安全柵，包括電源電路、防爆處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊1、信號(hào)隔離模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊2、輸出電路；所述電源電路的輸出端分別連接防爆處理模塊和信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述防爆處理模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸入端；所述流電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸出端連接信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述信號(hào)隔離模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端；所述電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端連接輸出電路。本實(shí)用新型所述的半雙工隔離式安全柵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。半雙工隔離式安全柵采用半雙工工作方式，節(jié)約傳輸線路，大大降低成本，并且抗干擾較強(qiáng)，信號(hào)接收穩(wěn)定。此外，該設(shè)計(jì)還將入端、輸出端及電源端三端分離，同時(shí)符合本安型限制能量的要求，可連接邏輯電平或三線制脈沖信號(hào)，無(wú)需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。由于信號(hào)線路無(wú)需共地，使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型所述的半雙工隔離式安全柵相應(yīng)快、低功耗、同時(shí)降低傳輸線受到噪聲的干擾，提高了隔離效果并提高了裝置的穩(wěn)定性。
[0006]上述的半雙工隔離式安全柵，所述的電平轉(zhuǎn)換模塊I為RS485電平轉(zhuǎn)TTL電平或RS232電平轉(zhuǎn)TTL電平。所述的電平轉(zhuǎn)換模塊2為T(mén)TL電平轉(zhuǎn)RS485電平或TTL電平轉(zhuǎn)RS232電平。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)換器兼容RS-232、RS-485標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)味说腞S-485或RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡差分的RS-485或RS-232信號(hào)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)遠(yuǎn)程多機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多機(jī)應(yīng)答通信。
[0007]上述的半雙工隔離式安全柵，所述的電源電路包括電源輸入部、變壓器和電源輸出部組成。所述電源電路通過(guò)變壓器穩(wěn)定輸出恒定電壓供給集成電路及各個(gè)模塊，電源可根據(jù)預(yù)算靈活調(diào)整。
[0008]上述的半雙工隔離式安全柵，所述信號(hào)隔離模塊采用光耦隔離器或磁耦數(shù)字隔離器?？梢愿鶕?jù)需要對(duì)信號(hào)隔離模塊選擇光耦隔離器或磁耦數(shù)字隔離器。其中光耦隔離器產(chǎn)品種類(lèi)繁多，價(jià)格便宜。其信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)。而磁耦數(shù)字隔離器功耗低，數(shù)字隔離器在低頻條件下只使用光耦合器功率的1%;在光耦合器最高傳送速率條件下，它使用光耦合器功率的大約20%，降低功率會(huì)使其提高可靠性。
[0009]上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型所述的半雙工隔離式安全柵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、兼容性強(qiáng)、溫度特性好、響應(yīng)快、低功耗、隔離效果好且可靠性高。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型所述半雙工隔離式安全柵的電路原理框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型所述半雙工隔離式安全柵的電源電路的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。
[0013]如圖1所示的半雙工隔離式安全柵，包括電源電路、防爆處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊1、信號(hào)隔離模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊2、輸出電路；所述電源電路的輸出端分別連接防爆處理模塊和信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述防爆處理模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸入端；所述流電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸出端連接信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述信號(hào)隔離模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端；所述電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端連接輸出電路。
[0014]如圖2所示，電源電路為安全柵供電，由電源輸入部、變壓器和電源輸出部組成，所述的電源輸出部包括5V電壓輸出、3.3V電壓輸出和其它電壓輸出，輸出恒定電壓供給集成電路及各個(gè)模塊。信號(hào)隔離模塊可以采用光耦隔離器或磁耦數(shù)字隔離器，本實(shí)施例電平轉(zhuǎn)換模塊I采用RS485電平轉(zhuǎn)TTL電平，電平轉(zhuǎn)換模塊2采用TTL電平轉(zhuǎn)RS232電平，其采用半雙工工作方式，其用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。信號(hào)隔離模塊采用ADUM7643四通道磁耦數(shù)字隔離器，其體積小，穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性好。
[0015]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半雙工隔離式安全柵，其特征在于:包括電源電路、防爆處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊1、信號(hào)隔離模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊2、輸出電路；所述電源電路的輸出端分別連接防爆處理模塊和信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述防爆處理模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸入端；所述流電平轉(zhuǎn)換模塊I的輸出端連接信號(hào)隔離模塊的輸入端；所述信號(hào)隔離模塊的輸出端連接電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端；所述電平轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端連接輸出電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半雙工隔離式安全柵，其特征在于:所述的電平轉(zhuǎn)換模塊I為RS485電平轉(zhuǎn)TTL電平或RS232電平轉(zhuǎn)TTL電平。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半雙工隔離式安全柵，其特征在于:所述的電平轉(zhuǎn)換模塊2為T(mén)TL電平轉(zhuǎn)RS485電平或TTL電平轉(zhuǎn)RS232電平。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的半雙工隔離式安全柵，其特征在于:所述的電源電路包括電源輸入部、變壓器和電源輸出部組成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半雙工隔離式安全柵，其特征在于:所述信號(hào)隔離模塊采用光耦隔離器或磁耦數(shù)字隔離器。
【專(zhuān)利摘要】一種半雙工隔離式安全柵，包括電源電路、防爆處理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊1、信號(hào)隔離模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊2、輸出電路。本實(shí)用新型所述的半雙工隔離式安全柵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，溫度特性好，響應(yīng)快，低功耗，兼容性強(qiáng)，隔離效果好且可靠性高。
【IPC分類(lèi)】H03K19/14
【公開(kāi)號(hào)】CN204681337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520491508
【發(fā)明人】周虎, 侯榮奇
【申請(qǐng)人】蘇州倍加福防爆電氣有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日