本實用新型涉及一種礦用計算機，具體涉及一種隔爆型礦用計算機。

背景技術：

防爆設備源于按GB3836.1-2000標準生產(chǎn)，專供煤礦井下使用的防爆電器設備一般分為隔爆型、增安型、本質安全型等種類。按照國家規(guī)范：增安型只允許使用在2區(qū)或非危險區(qū)域，除用來安裝正常情況下無火花產(chǎn)生的電器元件的增安箱和增安接線箱允許使用在1區(qū)外；本安型則可以按照在0、1、2區(qū)或非危險區(qū)域，它是唯一允許安裝在0區(qū)的防爆型式，其必須與關聯(lián)設備（例如安全柵）構成合理本安系統(tǒng)才允許應用。隔爆型只允許使用在1、2區(qū)或非危險區(qū)域，它始終比較簡單實用的防爆型式。其中，0、1、2區(qū)危險程度遞減。

目前，國內市場上有一種帶有攝像功能的隔爆兼本質安全型便攜式計算機。該設備的技術原理是：將除鍵盤、光標指點裝置、喇叭和話筒外的所有部件全裝入一個符合《GB3836.2-2000》的光體隔爆箱中，隔爆箱內有計算機主機、顯示器、攝像裝置、紅外通訊組件、制冷散熱組件、電源以及開關。這種簡單的隔爆型計算機可以用一般的計算機做簡單的處理再加上隔爆外殼就可以組成，組裝也比較方便。能夠滿足礦山中的一些普通需求，比如監(jiān)視、考勤、簡單的通風、照明的控制系統(tǒng)等。但是其缺點是十分明顯的，比如體積大、重量輕、功耗高、不便于攜帶、只能固定于某個位置、不能處理礦山突發(fā)事件等。

隨著自動化技術發(fā)展非常迅速，礦井自動化控制程度也越來越高，需要處理的數(shù)據(jù)信息也越來越龐大，工控機作為自動化控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的控制中心，擔負著及其重要的作用，在礦井自動化控制領域正受到廣泛的應用。但目前井下隔爆和本安型計算機由于受到礦用安全化的要求，其性能和資源相對有限，無法應用于防護等級和功能等級較高的場合。

技術實現(xiàn)要素：

隨著自動化技術發(fā)展非常迅速，為克服以上問題，本實用新型技術方案以地面成熟的工控技術為基礎，設計了一款隔爆型礦用計算機，該計算機防護等級和功能指標較高，適用于膠帶、水泵、工作面等需要使用計算機的場合。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種隔爆型礦用計算機，整體安裝在隔爆腔內，其特征在于包括：電源單元、信號本安處理單元、顯示單元、人機交互單元，以及分別連接所述電源單元、信號本安處理單元、顯示單元、人機交互單元的工控機，所述信號本安處理單元將工控機接口礦用本安化，該工控機作為信號本安處理單元、顯示單元和人機交互單元之間的中樞協(xié)調，完成數(shù)據(jù)的處理與顯示；其中，所述工控機對外接口采用零延時的RS485接口電路。

進一步地，在上述一個優(yōu)選的方案中，所述顯示單元采用工業(yè)級寬溫彩色液晶屏，該液晶顯示屏背后采用四根背光燈管，背光電源由總開關電源單獨隔離出。

進一步地，在上述一個優(yōu)選的方案中，所述工控機采用電子硬盤作為存儲介質。

進一步地，在上述一個優(yōu)選的方案中，所述信號本安處理單元內部供電與工控機用電用DC/DC隔離。

進一步地，在上述一個優(yōu)選的方案中，所述人機交互單元采用配接的本安不銹鋼計算機鍵盤，帶按鍵和觸摸板。

進一步地，在上述一個優(yōu)選的方案中，在所述電源單元的電源輸入端還串接有電源濾波器、脈沖抑制干擾器。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所提供的一種隔爆型礦用計算機，兼具本安型特點，該計算機以地面成熟的工控技術為基礎，大大擴充了現(xiàn)有的礦用計算機的性能和適用范圍，相比原有的防爆型計算機，其性能和資源相對有限，可應用于防護等級和功能等級較高的場合。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的隔爆型礦用計算機的結構原理圖。

圖2為本實用新型實施例所述的隔爆型礦用計算機的另一結構原理圖。

圖3為本實用新型實施例所述的隔爆型礦用計算機的零延時的RS485電路的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不作為對本實用新型的限定。

如圖1、圖2所示，本實用新型所公開的一種隔爆型礦用計算機，兼具本安型特點，該隔爆型計算機采用模塊化結構設計，主要由電源單元1、信號本安處理單元2、顯示單元3、人機交互單元4，以及分別連接所述電源單元1、信號本安處理單元2、顯示單元3、人機交互單元4的工控機5，所述信號本安處理單元2將工控機5接口礦用本安化，電源單元1為該工控機5提供穩(wěn)定的電源，該工控機5作為信號本安處理單元2、顯示單元3和人機交互單元4之間的中樞協(xié)調，完成數(shù)據(jù)的處理與顯示。

下面來詳述本實用新型中各個組成單元的工作原理。

所述電源單元1作為計算機內部的關鍵部分，根據(jù)煤礦井下供電實際情況，采用AC127V供電。為有效減小箱體的體積，本實用新型取消原有的電源變壓器，電源輸入采用單一AC127V電源供電，優(yōu)選選用低功耗、高效率的開關電源模塊；輸出為DC24V，功率為75W，另有DC24V/DC12V變換，輸出的DC12V給液晶屏的逆變器供電，接口本安電路所需的本安電源另加一個隔離的DC/DC（直流斬波器）6和相應保護處理電路即可。

所述工控機5完成數(shù)據(jù)的組織、加工、檢索及其運算、存儲、傳輸任務，并由指令控制其數(shù)據(jù)處理功能、數(shù)據(jù)存儲功能、數(shù)據(jù)傳輸功能。在隔爆兼本安型計算機系統(tǒng)內部，由工控機5控制計算機的資源并且協(xié)調其功能部分的運行以響應指令的要求，綜合計算處理數(shù)據(jù)，對各種分析進行歸類、邏輯處理等，并配合各種對外接口和顯示模塊實現(xiàn)相關功能。傳統(tǒng)的硬盤是個純機械運動原理的部件，肯定會面臨著體積、重量和機械運動造成的摩擦發(fā)熱的問題。井下環(huán)境惡劣，設備運行在高溫、高濕度、振動較強的惡劣環(huán)境中，為避免沖擊振動給產(chǎn)品帶來的影響，本實用新型中的該隔爆兼本安型計算機硬盤選用固態(tài)硬盤，其優(yōu)點是安全性、穩(wěn)定性以及省電，并可以實現(xiàn)超越傳統(tǒng)硬盤的讀取速度。本實用新型的工控機5選擇低功耗、無風扇、工業(yè)級設計，并使用電子硬盤作為存儲介質;通過配置參數(shù)，可以實現(xiàn)上電自啟過程，滿足工業(yè)現(xiàn)場及煤礦惡劣的工作生產(chǎn)環(huán)境的使用。

所述顯示單元3，選用分辨率為1024×768的工業(yè)級寬溫彩色TFT液晶屏，支持LVDS接口。LVDS具有高速、超低功耗、低噪聲和低成本的優(yōu)良特性。顯示單元3采用4根CCFL技術的背光燈管，背光電源由開關電源單獨隔離出，背光有故障時不影響整機的運行。

所述人機交互單元4可用于對工控機5的數(shù)據(jù)指令更改設置，本實用新型中的人機交互單元4由配接的本安不銹鋼計算機鍵盤組成，帶按鍵和觸摸板輸入功能，滿足現(xiàn)場應用。

所述信號本安處理單元2主要將工控機5接口礦用本安化。本實用新型的產(chǎn)品為礦用隔爆兼本安型，整體安裝在隔爆腔內，其對外接口都應為本安接口，對外接口主要有以太網(wǎng)、RS485、USB等接口。由于工控機5一般自帶為RS485接口并本安化，以滿足工業(yè)現(xiàn)場的需求。

參見圖3所示，作為本實用新型一個優(yōu)選的實施方式，本實用新型所述的工控機5對外接口采用零延時的RS485接口電路。當不發(fā)送數(shù)據(jù)時TTL電平的TX信號為高電平，經(jīng)V1反向為低電平，RS485芯片處于接收狀態(tài)。當發(fā)送數(shù)據(jù)時 ，若TX為低電平，經(jīng) V1反向后，DE為高電平，發(fā)送允許。此時，由于DI接地，所以RS485芯片的輸出端A、B產(chǎn)生表示低電平的差分信號，低電平的TX被送出。若TX為高電平，經(jīng)V1反向后，DE為低電平，RS485芯片的A、B端處于高阻態(tài)。此時依靠阻 1和 2的下拉和上拉作用，使總線上產(chǎn)生正的差分信號，從而將TX的高電平信號送出。由以上分析可看出，在使用該電路時，只要程序能保證不同時進行接收和發(fā)送操作，即保證是半雙工傳送數(shù)據(jù)，不必用指令控制DE進行接收和發(fā)送的轉換，轉換由硬件本身完成。在發(fā)送高電平的過程中，由于 RS485芯片處于接收狀態(tài)，此時的發(fā)送信號必須是在總線上其它節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時才能將高電平信號送出。

作為本實用新型另一個優(yōu)選的實施方式，在隔爆腔體上安裝有快速接插件，解決了需連接電纜才能實現(xiàn)快速連接的問題，在安裝時不用打開面板即可完成接線。快速接插件選用優(yōu)質金屬材料，采用加長澆封處理等措施來實現(xiàn)隔爆要求。

此外，本實用新型的電源單元1的輸入端加入了電源濾波器、脈沖抑制干擾器，可盡量減少電網(wǎng)上的干擾對設備的影響。信號本安處理單元2內部供電與工控機5用電用DC/DC 6隔離，接口設備有故障時不影響整機運行。

本實用新型隔爆兼本安型計算機以成熟的工控機技術為基礎，采用固態(tài)硬盤的方式進行數(shù)據(jù)存儲，克服了普通硬盤抗震較差的缺點；通過對接口的特殊本安處理，可以以快速接插的方式對外建立連接，且采用了零延時的RS485轉換電路。該隔爆兼本安型計算機目前已成功應用于膠帶機監(jiān)控集控、井下多路視頻瀏覽、水泵控制、隨鉆測量等系統(tǒng)，現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠。

上述說明示出并描述了本實用新型的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。