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—、前言
現(xiàn)階段稱重設(shè)備技術(shù)性的發(fā)展趨勢(shì)早已深層次到各行各業(yè)，在較為獨(dú)特的場(chǎng)地，如煤礦、化工廠等具備可燃性化合物的場(chǎng)地，開展稱重就必須非常的電子衡器，規(guī)定全部系統(tǒng)軟件包含稱重儀表、重量傳感器、接線端子和有關(guān)供配電系統(tǒng)等全部的電氣裝置都具備相一致級(jí)別的防爆特性，以確?？梢孕刨嚨墓ぷ髦薪性谄渲蟹Q重儀表是防爆稱重設(shè)備中的重要一部分，它的恰當(dāng)應(yīng)用和挑選對(duì)全部系統(tǒng)軟件的可信性具有尤為重要的功效。文中詳細(xì)介紹一款防爆儀表BXK3190-A12E,并得出其基礎(chǔ)的硬件開發(fā)架構(gòu)和安全性電源電路，最終對(duì)于這款儀表盤在具體應(yīng)用和安裝全過程中很有可能碰到的難題開展了剖析。
二、防爆稱重儀表的基本原理
防爆稱重儀表設(shè)計(jì)方案的基本概念是以避免 發(fā)生爆炸的三個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)另外存有的視角考慮的，即發(fā)生爆炸所必須的易爆物、co2（氣體）和點(diǎn)爆源。避免 發(fā)生爆炸，便是要防止發(fā)生爆炸產(chǎn)生的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)另外存有四。因?yàn)闅怏w無所不在，無法操縱，因而，操縱易燃易爆汽體和點(diǎn)爆源為二種最普遍的防爆方位。在儀表盤制造行業(yè)中也有此外一種防爆方式：操縱發(fā)生爆炸范疇。下邊簡(jiǎn)易介紹一下儀表設(shè)備中普遍的三種防爆基本原理：
1.操縱易燃易爆氣體
根據(jù)采用某類對(duì)策在危險(xiǎn)地帶（另外具有發(fā)生爆炸事故需要的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)場(chǎng)稱之為危險(xiǎn)地帶）構(gòu)建出一個(gè)沒有易燃易爆汽體的室內(nèi)空間，將儀表盤安裝在這其中，典型性意味著為正壓力型防爆方式。其原理是:在一個(gè)密封性的箱身體，填滿沒有易燃易爆汽體的清潔汽體或稀有氣體，并維持箱里標(biāo)準(zhǔn)氣壓稍高于箱上標(biāo)準(zhǔn)氣壓，將儀表盤安裝在箱里。常見于當(dāng)場(chǎng)分析儀表的防爆和將電子計(jì)算機(jī)、PLC、實(shí)際操作站或其他儀表盤放置當(dāng)場(chǎng)的正壓力型防爆儀表盤柜。
2.操縱發(fā)生爆炸范疇
將發(fā)生爆炸限定在一個(gè)比較有限的部分范疇內(nèi)，使該范疇內(nèi)的發(fā)生爆炸不會(huì)造成更大范疇的發(fā)生爆炸。典型性意味著為隔爆型防爆方式。原理是：為儀表設(shè)計(jì)一個(gè)充足牢固的罩殼，按規(guī)范嚴(yán)苛地設(shè)計(jì)方案、生產(chǎn)制造和安裝全部的頁面，使在罩殼內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)生爆炸不會(huì)引起罩殼外危險(xiǎn)因素汽體（易燃易爆汽體）的發(fā)生爆炸。隔爆防爆方式的設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛，并且安裝、布線和檢修的安全操作規(guī)程也十分嚴(yán)苛。該方式?jīng)Q策了隔爆的電器設(shè)備、儀表盤通常十分沉重，實(shí)際操作須關(guān)閉電源等，但很多狀況下也是最有效的方法四。
3.操縱點(diǎn)爆源
清除點(diǎn)爆源，既清除得以點(diǎn)爆的火苗，又清除得以點(diǎn)爆的表層升溫。典型性意味著為安全文化型防爆方式。原理是：運(yùn)用安全柵技術(shù)性，將出示給當(dāng)場(chǎng)儀表盤的電動(dòng)能限定在既不可以造成得以引
爆的火苗，又不可以造成得以點(diǎn)爆的儀表盤表層升溫的安全性范疇內(nèi)。依照國家標(biāo)準(zhǔn)和在我國的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)安全柵緩沖區(qū)一側(cè)所接設(shè)備產(chǎn)生一切常見故障（不超過250V工作電壓）時(shí)，安全文化防爆方式保證 風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)場(chǎng)的防爆安全性。Exia級(jí)實(shí)質(zhì)安全防護(hù)設(shè)備在一切正常工作中、產(chǎn)生一個(gè)常見故障、產(chǎn)生二個(gè)常見故障時(shí)均不容易使可燃性氣體化合物發(fā)生爆炸事故既因而該方式是最可以信賴的防爆方式。
BXK3190-A12E這款防爆稱重儀表融合之上防爆基本原理而設(shè)計(jì)方案，選用靠譜的隔爆機(jī)殼，將把很有可能造成火花的電子線路及接線端子等，都放到隔爆機(jī)殼里，做到機(jī)殼內(nèi)很有可能產(chǎn)生的發(fā)生爆炸不危害周邊易燃易燃性性易燃易爆化學(xué)物質(zhì)，它的設(shè)計(jì)方法與隔爆型基礎(chǔ)相相近，如機(jī)殼的各相互配合面（隔爆面）的空隙尺寸和長(zhǎng)短合乎GB3836.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，另一方面機(jī)殼有一定的沖擊韌性，做到機(jī)殼內(nèi)部發(fā)生爆炸參照工作壓力的1.5倍工作壓力不毀壞和形變等。本儀表盤另一個(gè)特性是儀表盤是釆用了隔爆和本安二種防爆基本原理緊密結(jié)合的方法完成的復(fù)合性儀表盤，功能鍵一部分、感應(yīng)器布線端選用了本安安全性電源電路限定了動(dòng)能，而不是一般的隔爆，這不僅使儀表盤更靠譜的工作中，也減少了儀表盤的容積。詳盡方案設(shè)計(jì)見下文詳細(xì)介紹。
三、儀表盤硬件開發(fā)
下邊為BXK3190-A12E儀表盤的實(shí)際方案設(shè)計(jì)，其基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示1所顯示。

全部?jī)x表盤包括好多個(gè)一部分：開關(guān)電源、電腦主板、安全柵、功能鍵鍵入、感應(yīng)器插口、通信插口等。平面圖中只得出了與I/O有關(guān)的幾一部分，說明了每個(gè)一部分的聯(lián)接關(guān)聯(lián)，在其中開關(guān)電源、感應(yīng)器插口、通信插口供使用人聯(lián)接系統(tǒng)軟件應(yīng)用。能夠 看得出，防爆儀表盤的關(guān)鍵是電腦主板，即稱重儀表的關(guān)鍵一部分,完成秤重的解決作用；全部稱重儀表關(guān)鍵一部分都密封性在沖擊韌性有特殊規(guī)定的隔爆箱里。本儀表盤與一般隔爆稱重儀表對(duì)比主要特點(diǎn)是電腦鍵盤和感應(yīng)器布線根據(jù)齊納安全柵聯(lián)接，歸屬于安全文化的，而不是隔爆型的，這一點(diǎn)融合了本安和隔爆二種防爆方法，促使外殼容積減少，相對(duì)性美觀大方。由于感應(yīng)器電源線和鼓勵(lì)電源插頭必須歷經(jīng)安全柵，因此 這一安全柵的特性會(huì)立即危害數(shù)據(jù)信號(hào)的品質(zhì)，下邊介紹一下安全柵一部分的基本原理。
齊納安全柵基礎(chǔ)電源電路如圖2所顯示，電源電路由熔斷器F1,限流器元器件VD1、VD2（齊納二極管）和限流電阻三一部分構(gòu)成。一切正常實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)下，其他安端1、2中間所施加的工作電壓小于最大壓Vg（更小于齊納二極管的齊納工作電壓），這時(shí)VD1、VD2處在不通斷情況，除有極微小的泄露電流之外，是“引路”情況，安全柵電源電路等效于一個(gè)電阻器串連在數(shù)據(jù)信號(hào)控制回路內(nèi)，要是泄露電流低于標(biāo)準(zhǔn)值，安全柵電源電路就不容易危害系統(tǒng)軟件的一切正常工作。
當(dāng)其他安端產(chǎn)生常見故障，比如在其他安端1、2中間因種種原因滲入高電壓，使齊納二極管VD1、VD2反方向穿透，呈“通斷”情況，這時(shí)齊納二管VD1、VD2把滲入的高電壓限定在齊納工作電壓上，在安全柵的本安端3、4上不容易岀現(xiàn)高電壓，齊納二極管一旦通斷之后，其電流量大幅度升高（山崩過程把串連在電源電路中的斷路器F1瞬間熔斷，斷開了至當(dāng)場(chǎng)的高電壓，避免 了高電壓點(diǎn)爆當(dāng)場(chǎng)可燃性化學(xué)物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而維護(hù)了當(dāng)場(chǎng)機(jī)器設(shè)備及工作人員的安全性。
當(dāng)當(dāng)場(chǎng)（風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)）產(chǎn)生常見故障，比如負(fù)荷短路故障了，安全柵電源電路中的限流電阻則馬上起過流保護(hù)功效,把短路容量限定在某一個(gè)電流以內(nèi)，這一電流是標(biāo)準(zhǔn)值，故當(dāng)場(chǎng)也是安全性的。齊納安全柵的安全性維護(hù)功效，事實(shí)上是對(duì)動(dòng)能的限定功效，在安全文化防爆系統(tǒng)軟件中對(duì)動(dòng)能的限定功效。在安全文化防爆系統(tǒng)軟件中，因?yàn)榘踩珫诺淖饔?，因?無論產(chǎn)生一切常見故障都確保傳送到當(dāng)場(chǎng)（危險(xiǎn)地帶）的動(dòng)能是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值（不容易引燃要求的等級(jí)分類、排序可燃性氣體化合物），進(jìn)而保證 當(dāng)場(chǎng)安全性。
必須留意的是，每一個(gè)當(dāng)場(chǎng)對(duì)發(fā)生爆炸的動(dòng)能限定都是不一樣的，必須依據(jù)儀表盤應(yīng)用總體目標(biāo)當(dāng)場(chǎng)的規(guī)定挑選適合的熔斷器、限流器元器件和限流電阻的主要參數(shù)，而且要?dú)v經(jīng)有關(guān)一部分驗(yàn)證才可以應(yīng)用。安全柵pcb制作進(jìn)行后要?dú)v經(jīng)膠封才可以真實(shí)的應(yīng)用，可是從基本原理上能看岀，電源電路中有兩個(gè)齊納二極管VD1、VD2很有可能存有很弱的泄露電流，并且電源電路中串連了一個(gè)電阻器，電阻器依據(jù)必須很有可能從幾十歐母到好幾百歐母，本儀表盤配安全柵中取100歐姆，那樣串連一個(gè)電阻器，將使儀表盤對(duì)感應(yīng)器的鼓勵(lì)工作電壓從+9V降低，減少儀表盤的精密度，而且鼓勵(lì)工作電壓也受電阻器溫漂的危害。解決方案是：儀表盤AD鍵入一部分選用六線布線方法，運(yùn)用意見反饋賠償來清除一部分危害，試驗(yàn)證實(shí)，六線制布線方法能夠 獲得不錯(cuò)的實(shí)際效果。

四、防爆儀表應(yīng)用
BXK3190-A12E應(yīng)用自然環(huán)境應(yīng)考慮下面規(guī)定：
1） 環(huán)境濕度：W85%RH；
2） 平均海拔：<2000M；大物件：86~106KPa;
3） 在有防爆級(jí)別不高過HB的可燃性氣體化合物的I區(qū)、n區(qū)自然環(huán)境中；
4） 在無毀壞絕緣層的汽體或蒸氣的自然環(huán)境中；
5） 能避免 滲水以及他液體滲入的地區(qū)；
6） 環(huán)境污染級(jí)別：三級(jí)；
7） 安裝類型：II類；
8） 防爆標(biāo)示：Exd[ia]ibHBT6。
在具體運(yùn)用中，一定要挑選主要參數(shù)能考慮當(dāng)場(chǎng)自然環(huán)境的防爆儀表盤，能夠 將所述主要參數(shù)對(duì)于當(dāng)場(chǎng)規(guī)定一一比照，看是不是能考慮具體自然環(huán)境規(guī)定，另外，必須依據(jù)系統(tǒng)軟件別的部件的狀況和具體安裝當(dāng)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制作全部防爆稱重設(shè)備。在防爆當(dāng)場(chǎng)，大家一般挑選符合規(guī)定的防爆型感應(yīng)器，可是別的機(jī)器設(shè)備有時(shí)并不是務(wù)必防爆的，下邊依據(jù)場(chǎng)所的不一樣，有二種接線，如圖所示3所顯示。

圖3中a圖表明的是開關(guān)電源和機(jī)器設(shè)備（包含電子計(jì)算機(jī)、PLC等別的與稱重儀表通信的機(jī)器設(shè)備）放到緩沖區(qū)，為何放到緩沖區(qū)呢？這兒要堅(jiān)持不懈一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，便是要是自身并不是防爆的機(jī)器設(shè)備就需要放到緩沖區(qū)，若放到危險(xiǎn)地帶便會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)；而操作過程中有時(shí)有由于布線間距等要素務(wù)必把開關(guān)電源或是其
他機(jī)器設(shè)備放到危險(xiǎn)地帶的規(guī)定，用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的方法，便是將機(jī)器設(shè)備放到隔爆箱里，圖3的b圖中就把開關(guān)電源和機(jī)器設(shè)備放到危險(xiǎn)地帶（另加隔爆箱），那樣從實(shí)質(zhì)上說，這一機(jī)器設(shè)備早已變?yōu)榉辣牧?，?dāng)然可以放到危險(xiǎn)地帶。可是這里務(wù)必留意的是，布線一部分要有靠譜的屏蔽電纜，并且用接線端子將隔爆箱插口一部分扣緊，沒用過的隔爆箱插口要用管接頭靠譜的塞住，不然會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能泄漏，也會(huì)很危險(xiǎn)。在接上線后，隔爆箱要密封性外殼解決，普遍的方式是螺釘要擰好，密封性表面涂防潮防銹處理潤滑油脂。
必須注重的是，發(fā)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地應(yīng)用的稱重儀表、電器設(shè)備和安裝原材料如接線端子、端子箱等，務(wù)必具備經(jīng)我國受權(quán)組織審簽的防爆合格證書，安裝前要查驗(yàn)其規(guī)格型號(hào)、型號(hào)規(guī)格是不是合乎設(shè)計(jì)方案規(guī)定，其外界應(yīng)沒有受損的、裂痕。發(fā)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地1區(qū)域內(nèi)的儀表盤布線，務(wù)必確保在萬一產(chǎn)生接地裝置、短路故障、斷開等安全事故時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生打火源。因此電纜線、電纜線務(wù)必穿線管鋪設(shè)，選用抗壓防爆的金屬軟管，裝線維護(hù)管中間及其維護(hù)管與接線端子、分線箱、拉線盒中間，均應(yīng)選用圓柱體管螺栓連接，外螺紋合理嚙合一部分應(yīng)在5~6扣之上。需柔性聯(lián)接時(shí)應(yīng)釆用防爆柔性聯(lián)接管。在二區(qū)內(nèi)的儀表盤布線，一般也需穿管，但僅僅以便維護(hù)電纜線、電纜線的電纜護(hù)套不會(huì)受到創(chuàng)傷；匯電線槽、纜溝、維護(hù)管越過不一樣級(jí)別的發(fā)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地交界線時(shí)，應(yīng)采用密封性對(duì)策，以避免 可燃性氣體從一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地串入另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地；維護(hù)管與當(dāng)場(chǎng)稱重儀表、電器設(shè)備、接線端子、拉線盒等聯(lián)接時(shí)，應(yīng)在相接處0.45m之內(nèi)安裝隔爆密封性管材。
密規(guī)范做為數(shù)據(jù)稱重儀表的數(shù)據(jù)加密規(guī)范。合理提防了對(duì)稱重設(shè)備的數(shù)據(jù)信息的偽造。綜合起來有以下特性：
1.清除偽造
重量傳感器傳送給數(shù)據(jù)稱重儀表數(shù)據(jù)信息，釆用根據(jù)AES加密算法的貿(mào)易方式。秤重?cái)?shù)據(jù)信息包含時(shí)間和時(shí)間都開展數(shù)據(jù)加密。那樣隨時(shí)隨地都能夠檢査數(shù)據(jù)信息的真實(shí)有效，這在對(duì)外開放的互聯(lián)網(wǎng)上是難以進(jìn)行的。
一切秤的轉(zhuǎn)變都被儲(chǔ)存，核準(zhǔn)工作人員在之后一切時(shí)間都能夠開展追溯。顯而易見，這樣人為因素的偽造能夠 清除出外。
2.安裝、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)易便捷
安裝數(shù)據(jù)稱重儀表針對(duì)系統(tǒng)集成商而言比較簡(jiǎn)單。僅必須好多個(gè)簡(jiǎn)易的指令，就可以進(jìn)行。由于全部的貿(mào)易（LFT）秤重運(yùn)用（比如數(shù)據(jù)信息、削皮、凈重、凈重量、手工制作削皮）都立即以數(shù)據(jù)加密方式儲(chǔ)存在內(nèi)部，后圖像處理軟件不用別的一切獨(dú)特作用就可以進(jìn)行。
3.數(shù)據(jù)加密不容易產(chǎn)生一切的特性損害
因?yàn)?56位數(shù)據(jù)加密和精確測(cè)量數(shù)據(jù)信息的解決是并行處理進(jìn)行的，自然不容易產(chǎn)生一切的特性損害。
4.有益于維護(hù)公司產(chǎn)權(quán)年限
避免 數(shù)據(jù)信息偽造有關(guān)數(shù)據(jù)信息的另外具備維護(hù)公司有關(guān)專利權(quán)。避免 了別的企業(yè)對(duì)商品的拆換和效仿。
四、小結(jié)
法國HBM企業(yè)釆用電子信息技術(shù)和AES加密算法
五、結(jié)果
文中詳細(xì)介紹的防爆儀表盤構(gòu)造簡(jiǎn)易、好用，儀表盤融合了隔爆型和本安型儀表盤的特性，可廣泛運(yùn)用于原油、化工廠、藥業(yè)等具備可燃性汽體的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地。安裝儀表盤到全部系統(tǒng)軟件時(shí)要留意系統(tǒng)軟件自身的可信性，提升安全防范意識(shí)，特別是在型號(hào)選擇和布線一部分必須使用人多從全部防爆系統(tǒng)軟件的視角考慮，全方位考慮到安全系數(shù)，避免 可燃性安全事故的產(chǎn)生。
在秤重技術(shù)領(lǐng)域早已獲得了一定成效。進(jìn)一步維護(hù)了公司的權(quán)益，也讓使用人可以更為安心使用。中國工業(yè)生產(chǎn)電子衡器的發(fā)展趨勢(shì)處在一個(gè)飛速發(fā)展的環(huán)節(jié)，期待大量的公司可以關(guān)心和提升對(duì)AES加密算法的了解。

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