浇封形CAN总线隔离式安全栅制造技术

本实用新型专利技术公开了一种浇封形ＣＡＮ总线隔离式安全栅，它包括塑壳，隔离栅印板组件，本安端插针，ＣＡＮ总线端插针。隔离栅印板组件一端设置本安端插针，另一端设置ＣＡＮ总线端插针，该隔离栅印板组件倒置在塑壳底板上，塑壳两端通过连接件固定，塑壳内层置有一层浇封层。隔离栅印板组件由供电电路ＸＯＹ区，ＣＡＮ总线连接ＹＯＺ区以及含有模块功能的齐纳安全栅ＸＯＺ区构成。本实用新型专利技术能以最简洁的方式，高可靠性地实现最高防爆级别Ｅｘ［ｉａ］ⅡＣ的设计目标，可以以单路或多路方式配置在增安型的防爆箱内，就可进入１区或２区的爆炸危险场所工作，与原来传统方法相比可提高防爆级别，节省大量的电缆和铝材（和笨重的隔爆箱比），并降低工程费用。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电气防爆装置，尤其是一种用于通往爆炸危险场所的总线隔离栅。
技术介绍
目前，现场一次侧本安型设备例如变送器、接近开关、热电阻、热电耦等均必须用导线分别连接到几十米、甚至几百米远的机房，和传统的隔离栅相连接，传统的隔离栅只有IP20级别的外壳防护能力，不能直接安装于具有爆炸危险的工业现场。如果要用也必须装在笨重的隔爆箱内，电缆又多，施工极不方便。
技术实现思路
本技术就是为了克服现有技术存在缺陷，提供一种以简洁方式、安全可靠、配置在增安型防爆箱内的浇封形CAN总线隔离式安全栅。本技术采用的技术方案如下一种浇封形CAN总线隔离式安全栅，分为模拟量输入型隔离栅，双开关量输入型隔离栅，该隔离栅包括塑壳，隔离栅印板组件，本安端插针，CAN总线端插针。隔离栅印板组件一端设置本安端插针，另一端设置CAN总线端插针，该隔离栅印板组件倒置在塑壳底板上，塑壳两端通过连接件固定，塑壳内层置有一层浇封层。隔离栅印板组件的内部电路，由以隔离电源B的电气绝缘中心O划分的三个区供电电路XOY区，CAN总线连接YOZ区以及含有模块功能的齐纳安全栅XOZ区构成；其中，供电电路XOY区外部供电电源正极E+通过极性保护二极管D1和熔丝F1连接到隔离电源B的供电输入正极端B-2，外部供电源的负极PGND直接连接到隔离电源B的负极端B-1，隔离电源B的B-1和B-2)端之间并接二极管D2和电容C1；CAN总线连接YOZ区，总线电缆CAN负极直接连接到CAN总线物理层芯片U8的U8-6端，总线电缆CAN正极通过熔丝F2连接到芯片U8的U8-7端，芯片U8的U8-7端与U8-6端之间连接负端相互联接的二极管D3、D4和与二极管D3、D4相串连的反向并接二极管D5、D6；隔离电源B的输出端B-3与B-4之间连接用于过压保护齐纳功率的二极管D7，隔离电源B通过Vcc1和GND1端口向隔离光偶U6、U7和(82C250)CAN总线物理层芯片U8供电；在CAN总线连接区YOZ内，隔离电源B-3端连接限流电阻R1-2和R3-2端，限流电阻R1-1端连接光耦U6-6端，限流电阻R3-1端连接光耦U6-8端，隔离电源B-3端连接光耦U7-2端，光耦U7-3端连接电阻R6-1端，电阻R6-2端连接芯片U8-4端；齐纳安全栅XOZ区域隔离电源B的B-6端连接光耦U6的U6-2端，隔离电源B的B-6端连接电阻R4，R2的R4-1端和R2-1端，电阻R4的R4-2端和光耦U7的U7-8端相连，电阻R2的R2-2端和光耦U7的U7-6端相连，并连接至RXO端；通过电压保护用的齐纳功率二极管D8的负极端连接隔离电源B的B-6端，二极管D8的正极端连接隔离电源B的B-5端。模拟量输入型隔离栅，隔离电源输出端B-8通过GND3接口分别与限流模块的接地端LI-3，齐纳安全栅接地端ZN1-3，ZN2-3，电阻R8的R8-1，本安端子CON2-7相连；隔离电源输出端B-9通过Vcc3接口端，输出E24伏正电压，输入限流模块输入端LI-1，限流模块输出端LI-2与齐纳安全栅输入端ZN1-1连接，齐纳安全栅输出端ZN1-2与本安端连接端子CON2-5和变送器Tr正极端连接，变送器Tr负端连接到本安端子CON2-6，使变送器Tr获得配电，能够正常工作；在电阻R8上采得电流信号，通过齐纳栅(ZN2-2)端输入，(ZN2-1)端输出至AD转换芯片U2的(U2-8)端；隔离电源输出端B-5和B-6分别连接电阻R10和运放U1的U1-4端，电阻R10的另一端连接运放U1的正极端U1-3和基准芯片Z1的输入端Z1-8，基准芯片Z1的接地端Z1-4连接芯片U2的U2-10端；而芯片U4的端口U4-13连接电阻R5的R5-1端，芯片U4的端口U4-19连接到电阻R2的R2-2端和光耦U7的端口U7-6。双开关量输入型隔离栅，隔离电源输出端B2-8经接口GND3和接口GND2分别连接电阻R8和电阻R9，隔离电源输出端B-9通过接口Vcc3提供9V电压，并分别连接于齐纳栅的ZN3-3，ZN4-3端，本安端的CON2-5端，接近开关的JJ1-2和JJ2-2端，相连的接近开关JJ1-1和JJ2-1通过本安端子的CON2-7和CON2-6端口分别与齐纳栅的ZN3-2和ZN4-2的输入端子相连，齐纳栅的ZN3-1和ZN4-1输出端分别连接至采样电阻R8，R9的R8-2和R9-2端，采样电阻R8，R9的另一端R8-1，R9-1和GND2相连接，形成动态开关信号，送至双运放电路LM358的SIG1和SIG2端，双运放LM358的输出端IC2B-7和IC2A-1分别连接到芯片的IC1A-1和IC1B-3端，而其输出端IC1A-2和IC1B-4分别连接到CPU芯片的U1-4和U1-5端，芯片的U1-8端和U1-9端连接至电可擦写存贮器芯片的U2-6和U2-5端，并分别和上拉电阻R16-1和R17-1相连，CPU芯片的U1-2和U1-3端分别和隔离光耦的U7-6和R5-1端相连接，电阻的R5-2端与芯片的U6-3端相连。本技术可方便地安装于增安型防爆箱盒内构成单路和多路CAN总线远程接口单元，通过远程输入输出接口单元用一根现场总线电缆直接连接到机房内的工控机系统中，显然，它比传统方法简洁、方便，节省电缆和工程费用，基于CAN技术的DeviceNe现场总线是具有极高性能价格比的，应用最为广泛的现场总线之一。本专利技术可达到使远程接口单元达到ExeIICT6高级别，可使它的本安端连接到ExIIC的设备。本技术能以最简洁的的方式，高可靠性地实现最高防爆级别ExIIC的设计目标，可以以单路或多路方式配置在增安型的防爆箱内，就可进入1区或2区的爆炸危险场所工作，和传统方法相比可节省大量的电缆和铝材(和笨重的隔爆箱比)，并降低工程费用。附图说明图1是本技术结构剖面示意图； 图2是模拟量输入AI的防爆远程隔离栅电原理图；图3是双开关量输入DI的防爆远程隔离栅电原理图。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步的描述。如图1所示，一种浇封形CAN总线隔离式安全栅，分为模拟量输入型隔离栅，双开关量输入型隔离栅，该隔离栅包括塑壳1，隔离栅印板组件6，本安端插针5，CAN总线端插针8，所述隔离栅印板组件6一端设置本安端插针5，另一端设置CAN总线端插针8，该隔离栅印板组件6倒置在塑壳1底板上，塑壳1两端通过连接件2固定，塑壳内层置有一层浇封层7。将本安端的双排2×3插针5和CAN总线端2×4双排插针8设计在印板两端，两端间距要大于50cm，将调试好的CAN总线隔离栅印板组件6倒置放到塑壳1中利用塑壳内的三个凸台将印板组件放平，然后用阻燃环氧树脂浇封，经烘箱加热固化即成为防爆元件。本专利技术的电气方案是将各类IO节点的隔离栅电路，模拟量输入型AI隔离栅原理(图2)和双开关量输入型DI隔离栅原理(图3)，围绕隔离电源B的电气绝缘中心O划分为三个区域，它们是XOY的供电电路区，YOZ的CAN总线连接电路区和XOZ的模块功能作用和齐纳安全栅电路区。(1)由XOY隔离带围成的供电电路外部供电电源正极E+由连接端CON1-3，通过极性保护二极管D1，连接至熔丝F1再连接到隔离电源B-2的供电输入端正极，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浇封形ＣＡＮ总线隔离式安全栅，分为模拟量输入型隔离栅，双开关量输入型隔离栅，其特征在于，该隔离栅包括塑壳（１），隔离栅印板组件（６），本安端插针（５），ＣＡＮ总线端插针（８），所述隔离栅印板组件（６）一端设置本安端插针（５），另一端设置ＣＡＮ总线端插针（８），该隔离栅印板组件（６）倒置在塑壳（１）底板上，塑壳（１）两端通过连接件（２）固定，塑壳内层置有一层浇封层（７）；　　　　所述隔离栅印板组件（６）的内部电路，由以隔离电源（Ｂ）的电气绝缘中心０划分的三个区：供电电路区（ＸＯＹ），ＣＡＮ总线连接区（ＹＯＺ）以及含有模块功能的齐纳安全栅区（ＸＯＺ）构成；　　　　其中，所述供电电路区（ＸＯＹ），外部供电电源正极（Ｅ＋）通过极性保护二极管（Ｄ１）和熔丝（Ｆ１）连接到隔离电源（Ｂ）的供电输入正极端（Ｂ－２），外部供电源的负极（ＰＧＮＤ）直接连接到隔离电源（Ｂ）的负极端（Ｂ－１），隔离电源（Ｂ）的（Ｂ－１），（Ｂ－２）端之间并接二极管（Ｄ２）和电容（Ｃ１）；　　　　所述ＣＡＮ总线连接区（ＹＯＺ），总线电缆ＣＡＮ负极直接连接到ＣＡＮ总线物理层芯片Ｕ８的（Ｕ８－６）端，总线电缆ＣＡＮ正极通过熔丝（Ｆ２）连接到芯片（Ｕ８）的（Ｕ８－７）端，芯片（Ｕ８）的（Ｕ８－７）端与（Ｕ８－６）端之间连接负端相互串接的二极管（Ｄ３、Ｄ４）和与二极管（Ｄ３、Ｄ４）相串连的反向并接二极管（Ｄ５、Ｄ６）；隔离电源（Ｂ）的输出端（Ｂ－３）与（Ｂ－４）之间连接用于过压保护齐纳功率的二极管（Ｄ７），隔离电源（Ｂ）通过（Ｖｃｃ１）和（ＧＮＤ１）端口向隔离光偶（Ｕ６、Ｕ７）和ＣＡＮ总线物理层芯片（Ｕ８）供电；在ＣＡＮ总线连接区ＹＯＺ内，隔离电源（Ｂ－３）端连接限流电阻（Ｒ１－２）和（Ｒ３－２）端，所述限流电阻（Ｒ１－１）端连接光耦（Ｕ６－６）端，限流电阻（Ｒ３－１）端连接光耦（Ｕ６－８）端，隔离电源（Ｂ－３）端连接光耦（Ｕ７－２）端，光耦（Ｕ７－３）端连接电阻（Ｒ６－１）端，电阻（Ｒ６－２）端连接芯片（Ｕ８－４）端；　　　　所述齐纳安全栅区域（ＸＯＺ），隔离电源（Ｂ）的（Ｂ－６）端连接光耦（Ｕ６）的（Ｕ６－２）端，隔离电源（Ｂ）的（Ｂ－６）端连接电阻（Ｒ４，Ｒ２）的（Ｒ４－１）端和（Ｒ２－１）端，电阻（Ｒ４）的（Ｒ４－２）端和光耦（Ｕ７）的（Ｕ７－８）端相连，电阻（Ｒ２）的（Ｒ２－２）端和光耦（Ｕ７）的（Ｕ７－６）端相连，并连接至ＲＸＯ端；通过电压保护...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈正，沈磊，沈锦仁，
申请(专利权)人：上海本安仪表系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]