
控制器的实际功能、结构框图1.1 硬件大庆隔爆设计中的本安实现本控制器的温度测量、电流采集、人机交互及微处理器单元均为电子线路,本产品的硬件选择了本质安全型设计,本安型设计具有诸多优点,例如利于传感器选型、利于结构设计、利于减小产品体积和降低成本等。确定了产品的本安设计方向即意味着所有硬件电路均与本性能相关,硬件电路的功能和本安实现成为设计的重点,下面主要阐述复杂本安电路的设计和部分关键元器件本安性能的核算方法。1.1.1能量网格化设计本控制器从本安电路角度来看属于复杂电路,为实现本安性能采取了能量网格化设计方法:即充分利用国标中规定和认可的可靠间距、可靠电阻、可靠隔离元件(可靠隔离元件可以是二极管、电容、变压器、光耦、继电器等),将隔爆公司各功能电路进行能量分区形成各自独立的能量孤岛。图2中数字序号标注的电路功能块,为各个独立的能量孤岛隔爆公司,大写英文字母标注的元件为功能块之间的可靠隔离元件。可靠隔离元件用于实现各功能块之间的信号传输的同时又实现了能量隔离或限制。

结合爆炸危险区域的防爆设计要点,设计了一种防爆电伴热智能控制器,提出了在特殊领域智防爆电器产品一体化设计的理念。关键词: 防爆;本安大庆隔爆电伴热智能控制器;设计随着电子技术和互联网技术突飞猛进的发展及物联网概念的提出,各种控制设备向智能化发展是大势所趋,应用于爆炸危险区域的智能型控制设备仅采用过去传统的方式,例如将普通的电气产品装入隔爆外壳中制成隔爆型,也即对普通设备简单防爆处理而实现防爆的方法是不适宜的,或是不可实现的。防爆电器特别是智能控制产品,结合产品功能需求综合利用各种防爆措施进行一体化设计是防爆电器设计的发展方向电气设备隔爆公司的功能与防爆要求往往是互相制约的,如何在满足功能的前提下实现防爆要求是一体化设计的关键,本文通过对化工行业隔爆公司电伴热系统现场防爆智能控制器的设计来阐述一体化设计的理念。

2、使用说明书:用户安装大庆隔爆、使用、维修的依据。2.1 产品描述、技术参数、型号含义应与企业标准相一致.2.2 应有标注所有隔爆面的结构图。2.3 应有外形安装尺寸图。2.4 应有引入装置密封圈内径与电缆外径匹配尺寸表格。2.5 应有安装、使用、维修时的注意事项。3、总装图:取证依据。3.1 技术要求注明符合XX企业标准的规定。3.2 标注空腔净容积。3.3 标注技术参数(包括型号、名称等应与企标、说明书一致)。3.4标注电气间隙、爬电距离。3.5 其它须注明的要求,如电机风扇距固定部件的最小距离等。3.6 标注所有防爆接合面隔爆公司位置、参数。3.7 明细栏注明外壳材质。3.8 计算紧固螺栓强度(标注紧固螺栓性能等级)。3.9 有无铭牌、内外接地及标志。

结构设计本产品防爆结构采用增安和浇封方法,图2中罗马字母为增安型壳体,其电源、负载、PT100传感器电缆通过增安型格兰引出;为增安型壳体大庆隔爆中的浇封剂,除显示电路、按键电路、接线端子裸露在浇封剂外,其他硬件电路均在浇封剂中。设计思路和特点如下1.4.1本控制器结构上要求体积小、重量轻、具备抗腐蚀性能,另外硬件电路中内置蓝牙模块,因此产品适合采用非金属材料,实际设计中采用了SMC模压成型的聚酯壳体作为产品的主体结构,壁厚6mm,外形尺160X160X90(mm),通过了防爆标准要求的耐热耐寒、抗冲击等测试;采用硅发泡密封条并合设计壳体与壳盖之间的密封结构,通过了IP66防护等级测试,高于设计输入要求的IP65;1.4.2浇封型防爆措施在整机设计中起到了衔接和桥梁的作用,具体如下1)增安型壳体内部不适宜安装复杂电气元件,浇封措施的引入弥补了增安型壳体的局限性;2)设备温度组别核定时只需要考虑浇封剂表面的温升;3)本安隔爆公司电路中的关联电路、可靠隔离元件按本安标准要求必须进行浇封处理,因此浇封型防爆措施也即隔爆公司是本安防爆措施的一部分通过以上的结构设计,实际产品长宽高比例协调、体积小、重量轻、接线安装方便。

本部分以实例的方式给出本安电路关键元器件的核算方法1.1.3.1 熔断器、可靠电阻、稳压管组成的本安电源的核算方法图2中本安电大庆隔爆源为熔断器、可靠电阻、稳压管组成的二极管安全栅电路,见图3图3二极管安全栅电路类似电路在本安电路中被广泛应用,其原理本文不做重复论述,下面给出较少论述的稳压二极管和熔断器的设计验证方法:㈠ 稳压二极管的验算本安电路中稳压管的结温不允许超出手册给出的数值范围;施加在稳压管上的实际功率不允许超过稳压管许用功率的2/3本电路中熔断器F1选用的是力特保险丝3720080,额定电流In=0.08A;稳压二极管Z1、Z2选用的是EIC公司的SMBJ5339B,稳压值Vz=5.6V,标称功率为5W,结温范围Tj=-65℃~150℃,RθJA= 90K/W(结到空气的热阻),RθJL=25K/W(结到引脚的热阻)。本电路中稳压管上实际消耗最大功率:PZ = 1.7*In*Vz*1.05 = 1.7*0.08*5.6*1.05 ≈ 0. 8W ①按GB3836.4取1.5倍安全余量:Pz = 1.5*0. 8=1.2W按上述数据似乎选取标称功率为1.5W的稳压管即能满足要求,但事实是查各种稳压管数据手册可隔爆公司知,稳压管的标称功率一般指其引脚温度为25℃时的允许值,随着稳压管温升的增高其许用功率呈现较隔爆公司大斜率的衰减(见下文的图4)。