基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)的制作方法
【專利說(shuō)明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本實(shí)用新型涉及礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]由于礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)控制技術(shù)在煤炭開(kāi)采中有重要地位，是節(jié)約能源的高新技術(shù)，也是我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)更新?lián)Q代較快的領(lǐng)域，是高科技領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。在我國(guó)也是替代進(jìn)口、節(jié)約投資的最大領(lǐng)域之一。盡管我國(guó)雖有個(gè)別公司有能力生產(chǎn)部分型號(hào)的礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)，由于依然采用技術(shù)較為落后的PLC控制技術(shù)，既滿足不了高速發(fā)展市場(chǎng)需求，同時(shí)現(xiàn)有的產(chǎn)品在技術(shù)的升級(jí)、質(zhì)量穩(wěn)定和節(jié)能效益等方向還有一定的技術(shù)功關(guān)空間，就本技術(shù)領(lǐng)域的世界水平而言，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成電路技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和新材料、新工藝的應(yīng)用，整個(gè)行業(yè)仍處在技術(shù)進(jìn)步的高速發(fā)展階段。
[0003]在礦用隔爆型組合開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，組合開(kāi)關(guān)主控與組合開(kāi)關(guān)模塊單元間的通訊總是一直受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的解決方法是基于PLC控制每個(gè)開(kāi)關(guān)模塊，依靠的是多芯的控制電纜，然而，大量使用多芯電纜首先是故障率太高，電纜的破損或者連接不可靠都將導(dǎo)致控制系統(tǒng)的癱瘓，同時(shí)大量使用多芯電纜的成本也較高，系統(tǒng)冗雜不利于提高產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，產(chǎn)品的售后服務(wù)工作量很重。
[【實(shí)用新型內(nèi)容】]
[0004]本實(shí)用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)，解決了傳統(tǒng)方法所存在設(shè)計(jì)復(fù)雜、對(duì)技術(shù)人員要求高、通訊系統(tǒng)體積大、成本高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了控制部分和高壓部分完全可靠隔離，且具有很好的抗電磁干擾性能，降低了系統(tǒng)成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)，包括單光纖雙向通訊裝置，所述單光纖雙向通訊裝置設(shè)置在礦用組合開(kāi)關(guān)主控中心與礦用組合開(kāi)關(guān)模塊單元間，所述單光纖雙向通訊裝置包括總線控制器一 1、總線控制器二 2、FPGA可編程控制器一 3、FPGA可編程控制器二 4、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6、單模光纖一 7和單模光纖二 8，所述單模光纖一 7、單模光纖二 8分別連接在光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5與光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6之間，所述單模光纖一 7、單模光纖二 8的傳輸方向相反，所述光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6分別連接總線控制器一 1、總線控制器二 2，所述總線控制器一1、總線控制器二 2分別連接FPGA可編程控制器一 3、FPGA可編程控制器二 4。
[0006]所述單模光纖一 7、單模光纖二 8的上行和下行采用不同的波長(zhǎng)。
[0007]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，通過(guò)單光纖雙向通訊裝置實(shí)現(xiàn)了組合開(kāi)關(guān)主控與組合開(kāi)關(guān)模塊單元間的數(shù)據(jù)傳輸與交換的雙向分離，解決了數(shù)據(jù)傳輸交換中容易發(fā)生的數(shù)據(jù)混亂問(wèn)題，同時(shí)在盡量簡(jiǎn)單易控的前提下，使用一根單模光纖，實(shí)現(xiàn)了控制部分和高壓部分完全可靠隔離，從而具有很好的抗電磁干擾性能，且保證了正反向信息流通的有效分離；此外，本實(shí)用新型采用單模光纖收發(fā)器件實(shí)現(xiàn)組合開(kāi)關(guān)主控單元和組合開(kāi)關(guān)模塊單元之間的信號(hào)的傳輸，不僅很好地解決了強(qiáng)弱電之間的隔離問(wèn)題和信號(hào)的精確發(fā)送，而且大大縮小了系統(tǒng)體積，降低了系統(tǒng)成本。
[【附圖說(shuō)明】]
[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器和光纖部分的電路示意圖；
[0010]圖中:1、總線控制器一 2、總線控制器二 3、FPGA可編程控制器一 4、FPGA可編程控制器二 5、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 6、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 7、單模光纖一 8、單模光纖二。
[【具體實(shí)施方式】]
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作以下進(jìn)一步說(shuō)明:
[0012]如附圖1所示，本實(shí)用新型包括:單光纖雙向通訊裝置，該單光纖雙向通訊裝置設(shè)置在礦用組合開(kāi)關(guān)主控中心與礦用組合開(kāi)關(guān)模塊單元間，單光纖雙向通訊裝置包括總線控制器一 1、總線控制器二 2、FPGA可編程控制器一 3、FPGA可編程控制器二 4、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6、單模光纖一 7和單模光纖二 8，單模光纖一 7、單模光纖二 8分別連接在光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5與光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6之間，單模光纖一 7、單模光纖二 8的傳輸方向相反，單模光纖一 7、單模光纖二 8的上行和下行采用不同的波長(zhǎng)，光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一 5、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二 6分別連接總線控制器一 1、總線控制器二 2，總線控制器一 1、總線控制器二 2分別連接FPGA可編程控制器一 3、FPGA可編程控制器二 4。
[0013]本實(shí)用新型中，單模單光纖通訊裝置設(shè)置在組合開(kāi)關(guān)主控中心與組合開(kāi)關(guān)模塊單元間，其包括兩總線控制器芯片、兩FPGA可編程邏輯控制器、兩光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器和一根單模光纖、一根單模光纖傳輸方向相反，上行下行波長(zhǎng)不同，光纖兩端依次連接光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器、總線控制器芯片、可編程邏輯控制器。
[0014]本實(shí)用新型中，要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖、并串轉(zhuǎn)換等所必需的信號(hào)處理，處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)入總線控制器，經(jīng)過(guò)算法等高級(jí)處理過(guò)程后形成串行信號(hào)，串行電信號(hào)經(jīng)電光轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成串行光信號(hào)送入單模光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換民串行電信號(hào)送入總線控制器由總線控制器，再由總線控制器把一些需要可編程邏輯控制器解決的信號(hào)送入到可編程控制器中，可編程邏輯控制器對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖等所必需的信號(hào)處理過(guò)程。
[0015]如附圖2所示，為本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器和光纖部分的電路圖，0CB3252為發(fā)送接收一體光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器，0CB4252為發(fā)送接收一體光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器。
[0016]本實(shí)用新型中，光纖接口不區(qū)分發(fā)送和接收，主要是光纖信號(hào)和邏輯信號(hào)的轉(zhuǎn)換，一個(gè)光纖中同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸互不影響，上行和下行的傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)不同，是一體式光纖通訊模塊。經(jīng)過(guò)光纖模塊的光信號(hào)被分離出發(fā)送和接收兩個(gè)波長(zhǎng)，發(fā)送的波長(zhǎng)1310nm，接收的波長(zhǎng)1550nm，光纖模塊的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電信號(hào)，RX和TX，分別接到雙方的MCU控制端口。如，0CB3252和0CB4252必須成對(duì)使用，不能兩側(cè)都使用0CB3252，也不能兩側(cè)都使用0CB4252，0CB3252 和 0CB4252 接口 電平兼容標(biāo)準(zhǔn) TTL 電平和 CMOS 電平。0CB3252 和 0CB4252之間的傳輸速率最高可達(dá)lOMb/s，能夠完全滿足礦用組合開(kāi)關(guān)內(nèi)部的最大數(shù)據(jù)傳輸量。
[0017]本實(shí)用新型并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)，其特征在于:包括單光纖雙向通訊裝置，所述單光纖雙向通訊裝置設(shè)置在礦用組合開(kāi)關(guān)主控中心與礦用組合開(kāi)關(guān)模塊單元間，所述單光纖雙向通訊裝置包括總線控制器一(I)、總線控制器二(2)、FPGA可編程控制器一(3)、FPGA可編程控制器二(4)、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一(5)、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二(6)、單模光纖一(7)和單模光纖二(8)，所述單模光纖一(7)、單模光纖二(8)分別連接在光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一(5)與光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二(6)之間，所述單模光纖一(7)、單模光纖二(8)的傳輸方向相反，所述光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一(5)、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二(6)分別連接總線控制器一(1)、總線控制器二(2)，所述總線控制器一(I)、總線控制器二(2)分別連接FPGA可編程控制器一 (3)、FPGA可編程控制器二(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述單模光纖一(7)、單模光纖二(8)的上行和下行采用不同的波長(zhǎng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于單光纖雙向通訊裝置的礦用組合開(kāi)關(guān)，包括單光纖雙向通訊裝置，單光纖雙向通訊裝置設(shè)置在礦用組合開(kāi)關(guān)主控中心與礦用組合開(kāi)關(guān)模塊單元間，單光纖雙向通訊裝置包括總線控制器一(1)、總線控制器二(2)、FPGA可編程控制器一(3)、FPGA可編程控制器二(4)、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一(5)、光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二(6)、單模光纖一(7)和單模光纖二(8)，單模光纖一(7)、單模光纖二(8)分別連接在光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器一(5)與光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)器二(6)之間，單模光纖一(7)、單模光纖二(8)的傳輸方向相反；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了控制部分和高壓部分完全可靠隔離，且具有很好的抗電磁干擾性能，降低了系統(tǒng)成本。
【IPC分類】H04B10-40
【公開(kāi)號(hào)】CN204392258
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520073298
【發(fā)明人】葉忠松, 儲(chǔ)成俊, 馬海剛, 周水龍, 楊蓮翠, 伍森
【申請(qǐng)人】電光防爆科技（上海）有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日