一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅制造技术

本实用新型专利技术涉及一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，包括并行转串行电路、隔离器件、串行转并行电路，并行转串行电路的输入端连接危险区的开关或接近开关信号输出端，并行转串行电路的输出端连接隔离器件，并行转串行电路将接收的并行信号转换成串行信号并接入隔离器件隔离，隔离器件的输出端连接串行转并行电路的输入端，串行转并行电路的输出端连接开关量信号输出端，串行转并行电路将经隔离器件隔离后的串行信号转换成并行开关量信号，并经开关量信号输出端输出，开关量信号输出端以继电器开关或者晶体管通断或者电平高低方式输出；本实用新型专利技术同现有技术相比，能够实现并行输入开关量多时可显著减少隔离器件，节省成本，缩小电路面积。

【技术实现步骤摘要】
一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅[
]本技术涉及信号传输
，具体地说是一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅。[
技术介绍
]在煤矿、化工、石油、冶金等领域需要注意安全防爆的工业控制场所，安全栅应用广泛。安全栅接在本质安全电路与非本质安全电路之间，将供给本质安全电路的电压电流限制在一定安全范围内，限制危险能量进入爆炸性危险环境。隔离式安全栅采用了将输入、输出以及电源三方之间相互电气隔离的电路结构，同时符合本安型限制能量的要求。隔离式安全栅已逐渐取代了非隔离齐纳式安全栅，在安全防爆领域得到了日益广泛的应用。开关量输入隔离式安全栅，接收来自危险区的开关或接近开关输入，通过隔离传输到安全侧以继电器(或晶体管、电平信号)方式输出。目前的开关量输入隔离式安全栅产品对开关量信号并行独立隔离，一路开关量信号独自使用一路隔离器件如光耦。这种隔离方式电路简单，各开关量之间相互独立，在开关量信号量少时是理想选择。但在有大量开关量信号场合，不仅需要使用大量隔离器件，而且为了放置隔离器件，电路板面积也要大增。这将使产品成本高，并在某些空间有限场合使用受限。[
技术实现思路
]本技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，能够实现并行输入开关量多时可显著减少隔离器件，节省成本，缩小电路面积。为实现上述目的设计一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，包括并行转串行电路1、隔离器件2、串行转并行电路3，所述并行转串行电路1的输入端连接危险区的开关或接近开关信号输出端，所述并行转串行电路1并行接收来自危险区的开关或接近开关信号输入，所述并行转串行电路1的输出端连接隔离器件2，所述并行转串行电路1将接收的并行信号转换成串行信号并接入隔离器件2隔离，所述隔离器件2的输出端连接串行转并行电路3的输入端，所述串行转并行电路3的输出端连接开关量信号输出端4，所述串行转并行电路3将经隔离器件2隔离后的串行信号转换成并行开关量信号，并经开关量信号输出端4输出，所述开关量信号输出端4以继电器开关或者晶体管通断或者电平高低方式输出。进一步地，所述并行转串行电路1使用并行输入、串行输出的移位寄存器74HC165。进一步地，所述串行转并行电路3使用串行输入、并行输出的位移缓存器74HC595。进一步地，所述隔离器件2采用变压器型数字隔离器。进一步地，所述隔离器件2采用光电耦合器。进一步地，所述移位寄存器74HC165设置有SI串联信号输入端口、S/L移位与置入控制端口、CLK时钟输入端口、QH串行输出信号端口，所述SI串联信号输入端口连接危险区的开关或接近开关信号输出端，所述S/L移位与置入控制端口、CLK时钟输入端口用于发送控制信号，所述QH串行输出信号端口用于输出并行转串行数据。进一步地，所述并行转串行电路1中设置有STM8S103单片机，所述STM8S103单片机用于控制移位寄存器74HC165进行并行转串行转换，并获取移位寄存器74HC165输出的串行信号。进一步地，所述隔离器件2包括光电耦合器一U5、光电耦合器二U6、光电耦合器三U7，所述STM8S103单片机对获取的串行信号进行处理，并经DS串行数据输出线输出到光电耦合器三U7，所述STM8S103单片机还通过SH_CP数据输入时钟线、ST_CP输出存储器锁存时钟线输出控制操作信号经光电耦合器一U5、光电耦合器二U6。进一步地，所述位移缓存器74HC595设置有SH_CP数据输入时钟端口、ST_CP输出存储器锁存时钟端口、DS串行输入端口，所述SH_CP数据输入时钟端口接光电耦合器隔离后的SH_CP数据输入时钟线，所述ST_CP输出存储器锁存时钟端口接光电耦合器隔离后的ST_CP输出存储器锁存时钟线,所述光电耦合器隔离后的DS串行数据输出线接入DS串行输入端口便输出并行开关量信号。进一步地，所述开关量信号输出端4以继电器开关方式输出，所述开关量信号输出端4连接有NPN三极管，所述NPN三极管与继电器相连接，开关量信号先经NPN三极管进行电流放大后控制继电器开关。本技术同现有技术相比，能够对并行输入开关量进行并行转串行数据处理，然后对串行数据经隔离器件光电耦合器或变压器型数字隔离器隔离，隔离后的串行数据经串行转并行数据处理，再以并行方式输出开关量信号，开关量信号可以继电器开关或晶体管通断或电平信号高低方式输出，该隔离式安全栅并行输入开关量多时可显著减少隔离器件，节省成本，缩小电路面积；且并行输入开关量数量越多，本技术相对越有优势，越能显著减少隔离器件及其附属电子元器件，减小电路板面积，减少电路布线，降低设备成本，降低设备体积。[附图说明]图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的电路原理图；图中：1、并行转串行电路2、隔离器件3、串行转并行电路4、开关量信号输出端。[具体实施方式]如附图1所示，本技术提供了一种对开关量的并行输入信号进行并行转串行处理、串行隔离、串行转并行处理输出的隔离式安全栅。该隔离式安全栅包括并行转串行电路1、隔离器件2、串行转并行电路3，并行转串行电路1的输入端连接危险区的开关或接近开关信号输出端，并行转串行电路1并行接收来自危险区的开关或接近开关信号输入，并行转串行电路1的输出端连接隔离器件2，并行转串行电路1将接收的并行信号转换成串行信号并接入隔离器件2隔离，隔离器件2的输出端连接串行转并行电路3的输入端，串行转并行电路3的输出端连接开关量信号输出端4，串行转并行电路3将经隔离器件2隔离后的串行信号转换成并行开关量信号，并经开关量信号输出端4输出，开关量信号输出端4以继电器开关或者晶体管通断或者电平高低方式输出。其中，并行转串行电路1使用并行输入、串行输出的移位寄存器74HC165；串行转并行电路3使用串行输入、并行输出的位移缓存器74HC595；隔离器件2可以采用光电耦合器，也可以采用变压器型数字隔离器。移位寄存器74HC165设置有SI串联信号输入端口、S/L移位与置入控制端口、CLK时钟输入端口、QH串行输出信号端口，SI串联信号输入端口连接危险区的开关或接近开关信号输出端，S/L移位与置入控制端口、CLK时钟输入端口用于发送控制信号，QH串行输出信号端口用于输出并行转串行数据。并行转串行电路1中设置有STM8S103单片机，STM8S103单片机用于控制移位寄存器74HC165进行并行转串行转换，并获取移位寄存器74HC165输出的串行信号。隔离器件2包括光电耦合器一U5、光电耦合器二U6、光电耦合器三U7，STM8S103单片机对获取的串行信号进行处理，并经DS串行数据输出线输出到光电耦合器三U7，STM8S103单片机还通过SH_CP数据输入时钟线、ST_CP输出存储器锁存时钟线输出控制操作信号经光电耦合器一U5、光电耦合器二U6。位移缓存器74HC595设置有SH_CP数据输入时钟端口、ST_CP输出存储器锁存时钟端口、DS串行输入端口，SH_CP数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：包括并行转串行电路(1)、隔离器件(2)、串行转并行电路(3)，所述并行转串行电路(1)的输入端连接危险区的开关或接近开关信号输出端，所述并行转串行电路(1)并行接收来自危险区的开关或接近开关信号输入，所述并行转串行电路(1)的输出端连接隔离器件(2)，所述并行转串行电路(1)将接收的并行信号转换成串行信号并接入隔离器件(2)隔离，所述隔离器件(2)的输出端连接串行转并行电路(3)的输入端，所述串行转并行电路(3)的输出端连接开关量信号输出端(4)，所述串行转并行电路(3)将经隔离器件(2)隔离后的串行信号转换成并行开关量信号，并经开关量信号输出端(4)输出，所述开关量信号输出端(4)以继电器开关或者晶体管通断或者电平高低方式输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：包括并行转串行电路(1)、隔离器件(2)、串行转并行电路(3)，所述并行转串行电路(1)的输入端连接危险区的开关或接近开关信号输出端，所述并行转串行电路(1)并行接收来自危险区的开关或接近开关信号输入，所述并行转串行电路(1)的输出端连接隔离器件(2)，所述并行转串行电路(1)将接收的并行信号转换成串行信号并接入隔离器件(2)隔离，所述隔离器件(2)的输出端连接串行转并行电路(3)的输入端，所述串行转并行电路(3)的输出端连接开关量信号输出端(4)，所述串行转并行电路(3)将经隔离器件(2)隔离后的串行信号转换成并行开关量信号，并经开关量信号输出端(4)输出，所述开关量信号输出端(4)以继电器开关或者晶体管通断或者电平高低方式输出。


2.如权利要求1所述的开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：所述并行转串行电路(1)使用并行输入、串行输出的移位寄存器74HC165。


3.如权利要求2所述的开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：所述串行转并行电路(3)使用串行输入、并行输出的位移缓存器74HC595。


4.如权利要求3所述的开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：所述隔离器件(2)采用变压器型数字隔离器。


5.如权利要求3所述的开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：所述隔离器件(2)采用光电耦合器。


6.如权利要求5所述的开关量输入串行隔离的隔离式安全栅，其特征在于：所述移位寄存器74HC165设置有SI串联信号输入端口、S/L移位与置入控制端口、CLK时钟输入端口、QH串行输出信号端口，所述SI串联信号输入端口连接危险区的开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：施鹏，魏建辉，程原野，周水龙，李秀芬，蔡先振，马海刚，陈伟涛，罗上专，杨涛，
申请(专利权)人：电光防爆科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31