專利名稱：煤礦井下通用計(jì)算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通用計(jì)算機(jī)，尤其適用于在煤礦井下使用的通用計(jì)算機(jī)。
背景技術(shù)：
目前煤礦井下所使用的計(jì)算機(jī)，大多為隔爆型計(jì)算機(jī)，它是采用密封的方法，將整 個(gè)計(jì)算機(jī)密封在防爆金屬殼體內(nèi)部，即使內(nèi)部電氣元件發(fā)生打火，引起內(nèi)部爆炸，由于殼體 強(qiáng)度很大，產(chǎn)生的爆炸力被殼體封擋并熄滅，爆炸火焰?zhèn)鞑坏酵獠凯h(huán)境中，從而起到防爆目 的，這類計(jì)算機(jī)防爆處理簡(jiǎn)單，不能滿足像煤礦井下濕度、粉塵、高瓦斯等惡劣條件下的使 用要求，而且重量較重。目前煤礦井下使用的計(jì)算機(jī)也存在一些隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)，但是 它的運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)量小，提供的電氣接口也少，不能實(shí)現(xiàn)各種接口的電氣隔離，而且價(jià) 格昂貴，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前煤礦井下生產(chǎn)的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種具有通用性強(qiáng)、具有 本質(zhì)安全型接口、便于操作的井下通用計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型煤礦井下通用計(jì)算機(jī)主要由主機(jī)、顯示器、鍵盤及接口電路板按照標(biāo) 準(zhǔn)電路連接組成，主機(jī)由核心板、通訊板、電源板及接口電路組成，主機(jī)、顯示器、電源板安 裝在一個(gè)密封的金屬殼體內(nèi)。核心板通過兩種本安接口同輸入電路連接，一路通過鼠際鍵 盤接口電路同本安型接口隔離器的輸入口連接，本安型接口隔離器的輸出口與觸摸板鍵盤 連接；另一路是以太網(wǎng)接口通過安全柵與光纖轉(zhuǎn)換板連接。所述計(jì)算機(jī)所連接硬盤為大容量工業(yè)級(jí)寬溫防振硬盤；所述本安型接口隔離器為 標(biāo)準(zhǔn)光電隔離電路。有益效果本實(shí)用新型的通用型隔爆兼本安計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固、工作溫度范圍 寬、通過選用低功耗PC104板卡實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)。此外，具有符合本質(zhì)安全型標(biāo)準(zhǔn)的輸入接 口和網(wǎng)絡(luò)接口，能夠滿足各種需求。該方案具有運(yùn)行速度快，可靠性高，價(jià)格相對(duì)低廉的特 點(diǎn)，并且符合隔爆兼本安要求，能夠滿足各種惡劣條件下的應(yīng)用。

圖1是本實(shí)用新型煤礦井下通用計(jì)算機(jī)連接模式圖。圖2是本實(shí)用新型本安型接口隔離器的原理圖。圖3是本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)框圖。圖中1_核心板；2-通訊板；3-電源板；4-液晶驅(qū)動(dòng)板；5-17'液晶顯示器；6-喇 叭；71-安全柵；72-光纖轉(zhuǎn)換板；81、82-2. 5'大容量工業(yè)級(jí)寬溫防震硬盤；9-本安型接口 隔離器；10-觸摸板鍵盤；11-電流環(huán)轉(zhuǎn)換器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步說明[0013]如圖所示，本實(shí)用新型煤礦井下通用計(jì)算機(jī)主要由主機(jī)、顯示器5、鍵盤10及接口 電路板按照標(biāo)準(zhǔn)電路連接組成，主機(jī)由核心板1、通訊板2、電源板3及接口電路組成，主機(jī)、 顯示器、電源板安裝在一個(gè)密封的金屬殼體內(nèi)。核心板通過兩種本安接口同輸入電路連接， 一路通過鼠標(biāo)鍵盤接口電路同本安型接口隔離器9的輸入口連接，本安型接口隔離器9的 輸出口與觸摸板鍵盤10連接；另一路是以太網(wǎng)接口通過安全柵71與光纖轉(zhuǎn)換板72連接。 計(jì)算機(jī)所連接硬盤為大容量工業(yè)級(jí)寬溫防振硬盤81、82。由核心板1、通訊板2和電源板3為主體，液晶驅(qū)動(dòng)板4、17'液晶顯示器5、喇叭 6、安全柵71、光纖轉(zhuǎn)換板72、兩個(gè)2. 5'大容量工業(yè)級(jí)寬溫防震硬盤81、82、本安型接口隔 離器9、觸摸板鍵盤10和RS232轉(zhuǎn)電流環(huán)轉(zhuǎn)換器11全部連接在上述三塊PC104板卡上。核心板1、通訊板2和電源板3作為計(jì)算機(jī)的主體，通過PC104工業(yè)計(jì)算機(jī)總線插 接在一起，由總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和電源供給。核心板1在計(jì)算機(jī)的最上層，頂散熱片12與 計(jì)算機(jī)隔爆外殼上層板緊密接觸，并在接觸面涂抹導(dǎo)熱硅膠。電源板在計(jì)算機(jī)的最下層，底 散熱片13通過導(dǎo)熱硅膠與隔爆外殼的下層板緊密接觸。這樣可以有效的保證計(jì)算機(jī)散熱， 提高本專利的穩(wěn)定性。17'液晶顯示器5通過IXD接口與液晶驅(qū)動(dòng)板4連接，由電源板3 提供供電電源。液晶驅(qū)動(dòng)板4實(shí)現(xiàn)核心板1與17'液晶顯示器5的信號(hào)傳輸。喇叭6固定 在隔爆外殼上，通過信號(hào)線連接核心板1的聲卡接口，提供聲音輸出。光纖轉(zhuǎn)換板72通過 安全柵71連接在核心板1的網(wǎng)絡(luò)接口上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)和光纖的轉(zhuǎn)換。安全柵71用 于網(wǎng)絡(luò)接口的能量限制，使網(wǎng)絡(luò)接口達(dá)到本安標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)2. 5 ‘大容量工業(yè)級(jí)寬溫防震硬盤 81,82通過數(shù)據(jù)線連接核心板1的硬盤接口，用于儲(chǔ)存用戶數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，硬盤81作 為主盤，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的正常工作，硬盤82用作系統(tǒng)冗余，保證計(jì)算機(jī)在硬盤81故障的情況 下正常工作，同時(shí)也能夠用作數(shù)據(jù)備份。觸摸板鍵盤10與核心板1的本安型接口通過信號(hào) 線連接，使用自制的接口隔離器9實(shí)現(xiàn)鍵盤鼠標(biāo)接口的電氣隔離，接口隔離器9由電源板3 供電。電流環(huán)轉(zhuǎn)換器11連接到通訊板2的串口上，實(shí)現(xiàn)RS232到電流環(huán)的轉(zhuǎn)換。圖2所示為本安型接口隔離器其中一組電路。隔離器具有完全相同的兩組電路， 分別隔離鍵盤和鼠標(biāo)。隔離功能主要由光電隔離電路來實(shí)現(xiàn)。隔離電路的1端和8端分別 接兩組本安電源；4端和5端為隔離地；2端3端接鍵盤或鼠標(biāo)的DATA與CLK ；6端和7端 接主機(jī)的DATA和CLK。圖中R1、R2、R3、R4為匹配電阻，C1、C2為濾波電容。工作時(shí)，需要外部110V 245V交流電源供電，通過電源板3轉(zhuǎn)換后供給其他部 件。計(jì)算機(jī)可以通過各種本安型電氣接口與其他設(shè)備通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。工業(yè)級(jí)寬溫防 震硬盤81、82用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，必要的軟件等。觸摸板鍵盤10和17'液晶顯示器5實(shí)現(xiàn) 人機(jī)交互。核心板1、通訊板2和電源板3之間使用堆棧式總線連接，傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)能起 到固定作用。模塊化設(shè)計(jì)使裝置簡(jiǎn)單化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖3為作為井下主監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用實(shí)例。計(jì)算機(jī)的CAm接口和CAN2接口各作為 獨(dú)立節(jié)點(diǎn)掛載在CAN總線上，與安裝在液壓支架立柱上的壓力監(jiān)測(cè)單元組成通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN 總線最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為110個(gè)左右，而為適應(yīng)實(shí)際需求，最大需要實(shí)現(xiàn)對(duì)近300個(gè)液壓支架同時(shí) 進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為此，在總線上的每5到8節(jié)點(diǎn)間安裝隔離中繼，該設(shè)備同時(shí)能起到電氣隔離的 作用。工作時(shí)，每臺(tái)液壓支架上的監(jiān)測(cè)單元通過安裝在立柱下腔的壓力傳感器，實(shí)時(shí)采 集立柱下腔內(nèi)液體壓力的數(shù)據(jù)，并通過CAN總線匯總至隔爆兼本安計(jì)算機(jī)的通訊板2。通
4訊板2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和預(yù)處理后，傳輸給核心板1。核心板1收到數(shù)據(jù)后保存在硬盤81 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，通過17'液晶顯示器5顯示各支架狀況。處 理過的數(shù)據(jù)被保存至硬盤81備查。每隔一定時(shí)間，會(huì)將硬盤81里保存的數(shù)據(jù)備份至硬盤 82。本專利通過預(yù)裝的軟件可以實(shí)現(xiàn)支架壓力參數(shù)監(jiān)測(cè)，異常參數(shù)報(bào)警，實(shí)時(shí)顯示錯(cuò)誤信息 等功能。計(jì)算機(jī)還可以通過本安型通訊接口與各個(gè)壓力監(jiān)測(cè)單元通訊，設(shè)置它們的工作狀 態(tài)。
權(quán)利要求一種煤礦井下通用計(jì)算機(jī)，主要由主機(jī)、顯示器(5)、鍵盤(10)及接口電路板按照標(biāo)準(zhǔn)電路連接組成，主機(jī)由核心板(1)、通訊板(2)、電源板(3)及接口電路組成，主機(jī)、顯示器、電源板安裝在一個(gè)密封的金屬殼體內(nèi)，其特征在于所述的核心板(1)通過兩種本安接口同輸入電路連接，一路通過鼠標(biāo)鍵盤接口電路同本安型接口隔離器(9)的輸入口連接，本安型接口隔離器(9)的輸出口與觸摸板鍵盤(10)連接；另一路是以太網(wǎng)接口通過安全柵(71)與光纖轉(zhuǎn)換板(72)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下通用計(jì)算機(jī)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)所連接硬盤 為大容量工業(yè)級(jí)寬溫防振硬盤(81、82)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下通用計(jì)算機(jī)，其特征在于所述本安型接口隔離器 (9)為標(biāo)準(zhǔn)光電隔離電路。
專利摘要一種煤礦井下通用計(jì)算機(jī)，適用于煤礦井下等工作環(huán)境含有曝炸性混合物的場(chǎng)合。它主要由主機(jī)、顯示器、鍵盤及接口電路板組成，主機(jī)由核心板、通訊板、電源板及接口電路組成。具有本質(zhì)安全型輸入接口和網(wǎng)絡(luò)接口，其結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固、工作溫度范圍寬、功耗低、發(fā)熱量小，通用性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，可靠性高，價(jià)格相對(duì)低廉，使用效果良好，能夠滿足各種惡劣條件下的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G06F3/00GK201654674SQ20092029894
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者于月森, 伍小杰, 吳迪, 孫新賀, 左東升, 戴鵬, 王貴峰 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué);徐州寶迪電氣有限公司