[发明专利]一种本质安全型远距离操作控制装置

说明书

发明名称：基于恒流源基础的矿用本质安全型远距离控制装置摘要：本发明涉及一种本质安全型远距离操作控制装置及使用该装置对煤矿任何动力设备进行远程控制的方法。该本质安全型远距离操作控制装置包括本质安全型恒流源、本质安全型受控恒流源电流换相模块、微处理器单元、远距离终端接口模块、动力设备接口模块、LED故障指示模块。所述的微处理单元是整个发明的核心部分，附有软件程序控制其他模块完成对动力设备的远距离控制任务。本发明装置能够在本质上保证对动力设备的远距离控制达到国际安全标准，同时能够检测长距离线路的状态，使得控制电缆的数量为单芯控制，采用和大地之间构成回路的设计思想，大大减少现场的控制电缆的重量，并且远距离终端接口模块采用电阻和二极管结合元件特性，配合单芯长距离控制电缆构成闭环回路，可靠的防止动力设备的错误启动和完成动力设备的正常启动停止操作。

技术领域

本发明属于矿山大型动力设备控制技术领域，涉及一种本质安全型远距离操作控制装置及使用该装置如何对大型动力设备进行远程的控制启动、停止的方法。

背景技术

在现今社会发展的新形式下，煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。我国采煤方法已趋成熟，各种采煤技术的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。实现矿井高产高效集中化生产是煤炭井下开采的发展方向，开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心。综合机械化采煤工艺是实现矿井高产高效集中化生产的重要途径，如何实现对综合机械化采煤设备的安全和可靠的控制成为能否提高综合采煤自动化的重要环节。在目前这种背景下一种本质安全型远距离操作控制装置应运而生，打通综合机械化采煤设备在控制环节的屏障。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题是针对现有技术上的不足，在目前大多数使用的本质安全型远距离操作控制装置基本上采用隔离变压器加继电器的半波整理方式，直流继电器的整流是靠控制电缆末端远距离终端接口模块中的二极管，因此控制电缆的长度截面积等效的直流电阻R将直接影响到直流继电器的分压，因此这种方式存在很多缺陷，最主要的就是继电器的启动电压和维持电压无法保证一致性，受到控制电缆线径和控制电缆距离的诸多方面的影响，也就是说控制线缆的等效电阻直接可能影响到继电器的动作或者保持，就会造成大型动力设备的错误启动或者无法正常启动的矛盾问题出现，错误启动和无法启动是两个矛盾的双方，如果要求启动可靠性百分百则可能造成错误启动造成重大人身伤亡事故的发生，如果要求启动的可靠性则可能造成设备无法正常启动带来的经济损失，因此传统的隔离变压器加继电器的半波整理方式根本无法满足我们现在设备的要求。

在总结原来传统的控制原理的基础上，发明了一种全新的控制方法，以恒流源为基础的检测方法，恒流源整个电路满足本质安全型的技术要求，同时恒流源具备抗干扰能力强的优点，本发明包括本质安全型恒流源、本质安全型受控恒流源电流换相模块、微处理器单元、远距离终端接口模块、动力设备接口模块、LED故障指示模块，其特征在于该装置本质安全型恒流源、本质安全型受控恒流源电流换相模块、动力设备接口模块、LED故障指示模块通过控制电缆和微处理器模块进行连接的，统称为近端控制模块。近端控制模块通过长距离的单芯控制电缆和远距离终端接口模块进行连接，本质安全型的恒流源电流信号通过单芯电缆和大地之间构成电流环路，由于采用的是恒流源输出方式，恒流源的内阻为零，不会受到外部回路阻抗变化的影响，也就是不会受到单芯电缆的线径和长度的限制，保证远距离操作控制装置的控制电路的一致性。

远距离终端接口模块采用电阻和二极管结合元件特性，配合单芯长距离控制电缆构成闭环回路。根据以上的叙述，其中，长距离的单芯控制电缆需要进行对地短路和断路的实时监测和报警功能，同时需要对远距离终端接口模块内部的二极管短路和断路的实时监测和报警功能，以及需要对远距离终端接口模块相关联的启动按钮和停止按钮的实时监测和报警功能。本发明采用受控的恒流源电流换相模块可以全部实现对以上元器件的运行情况的检测。