本安先导回路及其故障诊断控制方法技术

本发明专利技术涉及先导电路技术领域，尤其涉及一种本安先导回路，包括：恒流源模块，与本安电源端连接，获取本质安全直流电源，并通过恒流源模块输出恒定电流；极性翻转模块，与恒流源模块连接，将恒定电流生成脉冲电流；启动模块，与极性翻转模块连接，获取脉冲电流，将脉冲电流转换为电流信号；采样模块，与启动模块连接，将获取的电流信号转换为电压信号；处理模块，极性翻转模块和采样模块均与处理模块连接；其中，处理模块生成可控开关频率，通过可控开关频率控制极性翻转模块将恒定电流生成脉冲电流；处理模块还获取电压信号，并解析电压信号。本发明专利技术具备电路的状态诊断功能，抗干扰性能强、信号的传输距离远，提高了安全性和可靠性，实现成本低。实现成本低。实现成本低。

【技术实现步骤摘要】
本安先导回路及其故障诊断控制方法


[0001]本专利技术涉及先导电路
，尤其涉及一种本安先导回路及其故障诊断控制方法。

技术介绍

[0002]先导回路是一种用小电流控制大功率设备的电气回路，是一种远端控制电路，主要用于远距离接通、断开工作面采掘设备的前级供电开关，然后再接通设备主电路，实现远端电源管理，确保人员和设备的安全运行。
[0003]在煤矿井下的复杂环境中，从组合开关或其他电气设备引到主控室的先导回路需要考虑其安全因素。电气设备应当能将因事故造成的先导回路短路、开路故障与正常闭合开关和切断开关操作相区分，并能够分析识别故障种类，做出相应的处理动作。但现有的先导回路不具备故障诊断功能，同时在信号传输过程中容易受到外界的干扰以及现有电路结构复杂容易产生干扰信号，使得设备的易出现误动作，带来安全性、可靠性以及成本高的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中先导回路不具备故障诊断功能，且容易受干扰信号影响使得设备易出现误动作，带来安全性、可靠性以及成本高的技术问题，本专利技术提供的一种本安先导回路，具备电路的状态诊断功能，抗干扰性能强、信号的传输距离远，提高了安全性和可靠性，实现成本低。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种本安先导回路，包括：恒流源模块，与本安电源端连接，获取本质安全直流电源，将所述本质安全直流电源通过所述恒流源模块输出恒定电流；极性翻转模块，与所述恒流源模块连接，将所述恒定电流生成脉冲电流；启动模块，与所述极性翻转模块连接，获取所述脉冲电流，将所述脉冲电流转换为电流信号；采样模块，与所述启动模块连接，获取所述电流信号，并将所述电流信号转换为电压信号；处理模块，所述极性翻转模块和所述采样模块均与所述处理模块连接；其中，所述处理模块生成可控开关频率，通过所述可控开关频率控制所述极性翻转模块将所述恒定电流生成脉冲电流；所述处理模块还获取所述电压信号，并解析所述电压信号。
[0006]进一步，具体地，所述处理模块解析所述电压信号，根据所述处理模块的控制时序和获取的所述电压信号，所述处理模块对先导回路的故障状态诊断分析。
[0007]进一步，具体地，还包括电源模块，所述极性翻转模块和所述处理模块均与所述电源模块连接。
[0008]进一步，具体地，所述恒流源模块包括：电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R8、二极管D1、二极管D3、稳压二极管V1、稳压二极管V2以及三极管Q1；所述三极管Q1的基极与所述本安电源端的正极端连接，所述电阻R1的一端以及所述电阻R3的一端均与所述三极管Q1的集电极连接，所述电阻R1的另一端和所述二极管D1的阳极均与所述三极管Q1的发射极连接，
所述电阻R3的另一端和所述二极管D1的阴极均与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的一端与所述稳压二极管V2的一端连接，所述稳压二极管V2的另一端与所述本安电源端的负极端连接，所述稳压二极管V2与所述稳压二极管V1并联连接，连接后的两端为输出端，两端分别为正极性input1
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1端和负极性input1
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2端。
[0009]进一步，具体地，所述极性翻转模块包括四个继电器、三极管Q3、三极管Q4、电阻R9以及电阻R11；四个继电器分别为继电器U1、继电器U2、继电器U3以及继电器U4，所述继电器U1的引脚4和所述继电器U4的引脚3均与所述正极性input1
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1端连接，所述继电器U2的引脚3和所述继电器U3的引脚4均与所述负极性input1
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2端连接，所述继电器U1的引脚2和所述继电器U2的引脚1连接，所述电阻R9的一端和所述继电器U1的引脚1均与所述三极管Q3的发射极连接，所述继电器U2的引脚2和所述三极管Q3的集电极均与公共地端连接，所述继电器U3的引脚2和所述继电器U4的引脚1连接，所述继电器U3的引脚1与所述电阻R11的一端连接，所述继电器U4的引脚2与所述三极管Q4的发射极连接，所述三级管Q4的集电极与所述公共地端连接，所述电阻R11的另一端和所述电阻R9的另一端均与所述电源模块连接，所述三极管Q3的基极和所述三极管Q4的基极均与所述处理模块连接，所述继电器U1的引脚3和所述继电器U3引脚3连接，以及所述继电器U2的引脚4和所述继电器U4的引脚4连接，且连接后分别连接所述启动模块。
[0010]作为优选，所述处理模块包括单片机。
[0011]一种本安先导回路的故障诊断控制方法，所述故障诊断控制方法采用如上所述的本安先导回路，所述故障诊断控制方法包括：
[0012]S1：获取本质安全直流电源，将所述本质安全直流电源通过所述恒流源模块输出恒定电流；
[0013]S2：所述处理模块生成可控开关频率；
[0014]S3：所述极性翻转模块获取所述可控开关频率，根据所述可控开关频率将所述恒定电流转换为脉冲电流；
[0015]S4：所述极性翻转模块将所述脉冲电流传输至所述启动模块，所述启动模块将所述脉冲电流转换为电流信号；
[0016]S5：所述采样模块获取所述电流信号，所述采样模块将所述电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给所述处理模块；
[0017]S6：所述处理模块获取所述电压信号，并解析所述电压信号。
[0018]进一步，具体地，在所述S6中包括：所述处理模块解析所述电压信号，根据所述处理模块的控制时序和获取的所述电压信号，所述处理模块对先导回路的故障状态诊断分析。
[0019]进一步，具体地，所述先导回路的故障状态包括开路和短路。
[0020]本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种本安先导回路，结构简单，具备电路的状态诊断功能，通过设置的恒流源模块提高了抗干扰能力，抗干扰性能强、信号的传输距离远，提高了安全性和可靠性，实现成本低。另外，通过处理模块生成的可控开关频率控制极性翻转模块，提高了故障诊断的速度，可及时、有效避免由于线路短路、断线引起的设备误启动、误停止的危害。
附图说明
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0022]图1是本专利技术实施例一的结构示意图。
[0023]图2是本专利技术实施例一中恒流源模块的部分电路原理图。
[0024]图3是本专利技术实施例一中极性翻转模块的部分电路原理图。
[0025]图4是本专利技术实施例一中启动模块的部分电路原理图。
[0026]图5是本专利技术实施例二的流程示意图。
[0027]图中1、恒流源模块；2、极性翻转模块；3、启动模块；4、采样模块；5、处理模块；6、电源模块。
具体实施方式
[0028]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种本安先导回路，其特征在于，包括：恒流源模块(1)，与本安电源端连接，获取本质安全直流电源，将所述本质安全直流电源通过所述恒流源模块(1)输出恒定电流；极性翻转模块(2)，与所述恒流源模块(1)连接，将所述恒定电流生成脉冲电流；启动模块(3)，与所述极性翻转模块(2)连接，获取所述脉冲电流，将所述脉冲电流转换为电流信号；采样模块(4)，与所述启动模块(3)连接，获取所述电流信号，并将所述电流信号转换为电压信号；处理模块(5)，所述极性翻转模块(2)和所述采样模块(4)均与所述处理模块(5)连接；其中，所述处理模块(5)生成可控开关频率，通过所述可控开关频率控制所述极性翻转模块(2)将所述恒定电流生成脉冲电流；所述处理模块(5)还获取所述电压信号，并解析所述电压信号。2.如权利要求1所述的本安先导回路，其特征在于，所述处理模块(5)解析所述电压信号，根据所述处理模块(5)的控制时序和获取的所述电压信号，所述处理模块(5)对先导回路的故障状态诊断分析。3.如权利要求1所述的本安先导回路，其特征在于，还包括电源模块(6)，所述极性翻转模块(2)和所述处理模块(5)均与所述电源模块(6)连接。4.如权利要求3所述的本安先导回路，其特征在于，所述恒流源模块(1)包括：电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R8、二极管D1、二极管D3、稳压二极管V1、稳压二极管V2以及三极管Q1；所述三极管Q1的基极与所述本安电源端的正极端连接，所述电阻R1的一端以及所述电阻R3的一端均与所述三极管Q1的集电极连接，所述电阻R1的另一端和所述二极管D1的阳极均与所述三极管Q1的发射极连接，所述电阻R3的另一端和所述二极管D1的阴极均与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的一端与所述稳压二极管V2的一端连接，所述稳压二极管V2的另一端与所述本安电源端的负极端连接，所述稳压二极管V2与所述稳压二极管V1并联连接，连接后的两端为输出端，两端分别为正极性input1
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1端和负极性input1
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2端。5.如权利要求4所述的本安先导回路，其特征在于，所述极性翻转模块(2)包括四个继电器、三极管Q3、三极管Q4、电阻R9以及电阻R11；四个继电器分别为继电器U1、继电器U2、继电器U3以及继电器U4，所述继...

【专利技术属性】
技术研发人员：于铄航，荣相，高瑶，丁俊峰，陈江，孔庆吉，李瑞，史小军，郑庆乐，徐有万，魏礼鹏，陈雯雅，
申请(专利权)人：中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：