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文檔簡介
1、本課題是國家“十一五”科技支撐計劃項目《年產(chǎn)千萬噸級礦井大采高綜采成套設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)》之子課題《綜采工作面輸送設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)》的重要組成部分,是針對礦用刮板輸送機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的信號傳輸與本安隔離問題而提出的。本文結(jié)合刮板輸送機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場的特殊環(huán)境,以解決傳感器與測量儀表之間信號安全傳遞問題為目標,基于變壓器磁隔離原理,開發(fā)了適用于系統(tǒng)危險區(qū)域溫度、壓力、液位、流量信號隔離傳遞的兩種本質(zhì)安全型信號隔離安全柵,完成了
2、仿真模擬、電路調(diào)試、本安防爆測試與電子產(chǎn)品環(huán)境測試試驗。試驗結(jié)果表明:所開發(fā)信號隔離安全柵可實現(xiàn)本安側(cè)危險信號的隔離、傳遞以及本安電源供應(yīng)。主要研究內(nèi)容如下:
在查閱大量國內(nèi)外參考文獻的基礎(chǔ)上,認真總結(jié)分析了安全柵的功能、分類及技術(shù)指標,結(jié)合刮板輸送機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)信號傳遞功能需求,確定了所需監(jiān)測傳遞信號類型,進而提出待開發(fā)信號隔離安全柵的總體方案。信號隔離安全柵的開發(fā)包括熱電阻隔離柵和檢測端隔離柵。熱電阻隔離柵負責(zé)危險側(cè)溫度信
3、號的采集與隔離傳送;檢測端隔離柵為危險側(cè)傳感器提供本安電源,同時實現(xiàn)危險側(cè)壓力、液位、流量信號的隔離傳遞。
在考慮刮板輸送機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)信號傳遞安全要求的前提下,設(shè)計了信號隔離柵的電路結(jié)構(gòu),論述了本安保護電路的設(shè)計原理,計算并提出了隔離變壓器的技術(shù)參數(shù)。兩種隔離式安全柵均從電源、信號處理、本安保護隔離幾方面實現(xiàn)了監(jiān)測信號的采集、隔離、傳送以及本安能量的控制,硬件電路設(shè)計簡單、性能可靠、功能完善,滿足安全柵預(yù)期設(shè)計目標。
4、 利用Saber和Multisim兩種軟件對隔離柵電源變換電路、熱電阻測量電路和信號解調(diào)電路進行模擬驗證,構(gòu)建了仿真模型,進行了仿真計算,仿真結(jié)果表明:電路設(shè)計科學(xué),模型構(gòu)建合理,通過仿真分析,優(yōu)化了電路結(jié)構(gòu),達到仿真驗證效果,實現(xiàn)電路設(shè)計目標。
自主設(shè)計了小型高頻隔離變壓器,并應(yīng)用至熱電阻隔離柵和檢測端隔離柵電路,實現(xiàn)了危險側(cè)監(jiān)測信號的采集、隔離、傳送以及本安電源供應(yīng)。各部分電路調(diào)試結(jié)果表明:電路設(shè)計合理,輸出精確穩(wěn)定,達
5、到了預(yù)期設(shè)計目標,滿足刮板輸送機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實際需求,具有很高的經(jīng)濟與實用價值,為本安側(cè)的安全運行提供了重要保障。
考慮到信號隔離柵產(chǎn)品應(yīng)用的特殊環(huán)境,對其進行了本安防爆與環(huán)境測試試驗,信號隔離安全柵順利通過火花點燃試驗檢驗,實現(xiàn)了對本安側(cè)危險能量的控制。自行設(shè)計研發(fā)的隔離變壓器耐壓測試合格,達到了預(yù)期技術(shù)指標,符合本安防爆標準中安全柵的安全規(guī)定。電子產(chǎn)品環(huán)境測試試驗中,信號隔離柵在各種嚴酷環(huán)境等級下未發(fā)生異常,輸出穩(wěn)定準確,
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