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—、前言
現(xiàn)階段稱重設備技術性的發(fā)展趨勢早已深層次到各行各業(yè)，在較為獨特的場地，如煤礦、化工廠等具備可燃性化合物的場地，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、接線端子和有關供配電系統(tǒng)等全部的電氣裝置都具備相一致級別的防爆特性，以確保可以信賴的工作中叫在其中稱重儀表是防爆稱重設備中的重要一部分，它的恰當應用和挑選對全部系統(tǒng)軟件的可信性具有尤為重要的功效。文中詳細介紹一款防爆儀表BXK3190-A12E,并得出其基礎的硬件開發(fā)架構和安全性電源電路，最終對于這款儀表盤在具體應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
防爆稱重儀表設計方案的基本概念是以避免 發(fā)生爆炸的三個基礎標準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）和點爆源。避免 發(fā)生爆炸，便是要防止發(fā)生爆炸產生的三個標準另外存有四。因為氣體無所不在，無法操縱，因而，操縱易燃易爆汽體和點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。下邊簡易介紹一下儀表設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)采用某類對策在危險地帶（另外具有發(fā)生爆炸事故需要的三個標準的工業(yè)生產當場稱之為危險地帶）構建出一個沒有易燃易爆汽體的室內空間，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，并維持箱里標準氣壓稍高于箱上標準氣壓，將儀表盤安裝在箱里。常見于當場分析儀表的防爆和將電子計算機、PLC、實際操作站或其他儀表盤放置當場的正壓力型防爆儀表盤柜。
2.操縱發(fā)生爆炸范疇
將發(fā)生爆炸限定在一個比較有限的部分范疇內，使該范疇內的發(fā)生爆炸不會造成更大范疇的發(fā)生爆炸。典型性意味著為隔爆型防爆方式。原理是：為儀表設計一個充足牢固的罩殼，按規(guī)范嚴苛地設計方案、生產制造和安裝全部的頁面，使在罩殼內產生的發(fā)生爆炸不會引起罩殼外危險因素汽體（易燃易爆汽體）的發(fā)生爆炸。隔爆防爆方式的設計方案與生產制造標準極為嚴苛，并且安裝、布線和檢修的安全操作規(guī)程也十分嚴苛。該方式?jīng)Q策了隔爆的電器設備、儀表盤通常十分沉重，實際操作須關閉電源等，但很多狀況下也是最有效的方法四。
3.操縱點爆源
清除點爆源，既清除得以點爆的火苗，又清除得以點爆的表層升溫。典型性意味著為安全文化型防爆方式。原理是：運用安全柵技術性，將出示給當場儀表盤的電動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爆的儀表盤表層升溫的安全性范疇內。依照國家標準和在我國的國家行業(yè)標準,當安全柵緩沖區(qū)一側所接設備產生一切常見故障（不超過250V工作電壓）時，安全文化防爆方式保證 風險當場的防爆安全性。Exia級實質安全防護設備在一切正常工作中、產生一個常見故障、產生二個常見故障時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計方案，選用靠譜的隔爆機殼，將把很有可能造成火花的電子線路及接線端子等，都放到隔爆機殼里，做到機殼內很有可能產生的發(fā)生爆炸不危害周邊易燃易燃性性易燃易爆化學物質，它的設計方法與隔爆型基礎相相近，如機殼的各相互配合面（隔爆面）的空隙尺寸和長短合乎GB3836.2標準規(guī)定，另一方面機殼有一定的沖擊韌性，做到機殼內部發(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合的方法完成的復合性儀表盤，功能鍵一部分、感應器布線端選用了本安安全性電源電路限定了動能，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。詳盡方案設計見下文詳細介紹。
三、儀表盤硬件開發(fā)
下邊為BXK3190-A12E儀表盤的實際方案設計，其基礎的結構示意圖如圖所示1所顯示。

全部儀表盤包括好多個一部分：開關電源、電腦主板、安全柵、功能鍵鍵入、感應器插口、通信插口等。平面圖中只得出了與I/O有關的幾一部分，說明了每個一部分的聯(lián)接關聯(lián)，在其中開關電源、感應器插口、通信插口供使用人聯(lián)接系統(tǒng)軟件應用。能夠 看得出，防爆儀表盤的關鍵是電腦主板，即稱重儀表的關鍵一部分,完成秤重的解決作用；全部稱重儀表關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比主要特點是電腦鍵盤和感應器布線根據(jù)齊納安全柵聯(lián)接，歸屬于安全文化的，而不是隔爆型的，這一點融合了本安和隔爆二種防爆方法，促使外殼容積減少，相對性美觀大方。由于感應器電源線和鼓勵電源插頭必須歷經(jīng)安全柵，因此 這一安全柵的特性會立即危害數(shù)據(jù)信號的品質，下邊介紹一下安全柵一部分的基本原理。
齊納安全柵基礎電源電路如圖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成。一切正常實際操作標準下，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電阻器串連在數(shù)據(jù)信號控制回路內，要是泄露電流低于標準值，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。
當其他安端產生常見故障，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，斷開了至當場的高電壓，避免 了高電壓點爆當場可燃性化學物質的風險，進而維護了當場機器設備及工作人員的安全性。
當當場（風險區(qū)域內）產生常見故障，比如負荷短路故障了，安全柵電源電路中的限流電阻則馬上起過流保護功效,把短路容量限定在某一個電流以內，這一電流是標準值，故當場也是安全性的。齊納安全柵的安全性維護功效，事實上是對動能的限定功效，在安全文化防爆系統(tǒng)軟件中對動能的限定功效。在安全文化防爆系統(tǒng)軟件中，因為安全柵的作用，因此 無論產生一切常見故障都確保傳送到當場（危險地帶）的動能是一個標準值（不容易引燃要求的等級分類、排序可燃性氣體化合物），進而保證 當場安全性。
必須留意的是，每一個當場對發(fā)生爆炸的動能限定都是不一樣的，必須依據(jù)儀表盤應用總體目標當場的規(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)，而且要歷經(jīng)有關一部分驗證才可以應用。安全柵pcb制作進行后要歷經(jīng)膠封才可以真實的應用，可是從基本原理上能看岀，電源電路中有兩個齊納二極管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，那樣串連一個電阻器，將使儀表盤對感應器的鼓勵工作電壓從+9V降低，減少儀表盤的精密度，而且鼓勵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，運用意見反饋賠償來清除一部分危害，試驗證實，六線制布線方法能夠 獲得不錯的實際效果。

四、防爆儀表應用
BXK3190-A12E應用自然環(huán)境應考慮下面規(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)境污染級別：三級；
7） 安裝類型：II類；
8） 防爆標示：Exd[ia]ibHBT6。
在具體運用中，一定要挑選主要參數(shù)能考慮當場自然環(huán)境的防爆儀表盤，能夠 將所述主要參數(shù)對于當場規(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場的標準設計制作全部防爆稱重設備。在防爆當場，大家一般挑選符合規(guī)定的防爆型感應器，可是別的機器設備有時并不是務必防爆的，下邊依據(jù)場所的不一樣，有二種接線，如圖所示3所顯示。

圖3中a圖表明的是開關電源和機器設備（包含電子計算機、PLC等別的與稱重儀表通信的機器設備）放到緩沖區(qū)，為何放到緩沖區(qū)呢？這兒要堅持不懈一個標準，便是要是自身并不是防爆的機器設備就需要放到緩沖區(qū)，若放到危險地帶便會產生風險；而操作過程中有時有由于布線間距等要素務必把開關電源或是其
他機器設備放到危險地帶的規(guī)定，用一個非常簡單的方法，便是將機器設備放到隔爆箱里，圖3的b圖中就把開關電源和機器設備放到危險地帶（另加隔爆箱），那樣從實質上說，這一機器設備早已變?yōu)榉辣牧耍斎豢梢苑诺轿ｋU地帶?？墒沁@里務必留意的是，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，不然會產生動能泄漏，也會很危險。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)生爆炸風險場地應用的稱重儀表、電器設備和安裝原材料如接線端子、端子箱等，務必具備經(jīng)我國受權組織審簽的防爆合格證書，安裝前要查驗其規(guī)格型號、型號規(guī)格是不是合乎設計方案規(guī)定，其外界應沒有受損的、裂痕。發(fā)生爆炸風險場地1區(qū)域內的儀表盤布線，務必確保在萬一產生接地裝置、短路故障、斷開等安全事故時，也不會產生打火源。因此電纜線、電纜線務必穿線管鋪設，選用抗壓防爆的金屬軟管，裝線維護管中間及其維護管與接線端子、分線箱、拉線盒中間，均應選用圓柱體管螺栓連接，外螺紋合理嚙合一部分應在5~6扣之上。需柔性聯(lián)接時應釆用防爆柔性聯(lián)接管。在二區(qū)內的儀表盤布線，一般也需穿管，但僅僅以便維護電纜線、電纜線的電纜護套不會受到創(chuàng)傷；匯電線槽、纜溝、維護管越過不一樣級別的發(fā)生爆炸風險場地交界線時，應采用密封性對策，以避免 可燃性氣體從一個風險場地串入另一個風險場地；維護管與當場稱重儀表、電器設備、接線端子、拉線盒等聯(lián)接時，應在相接處0.45m之內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。合理提防了對稱重設備的數(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加密算法的貿易方式。秤重數(shù)據(jù)信息包含時間和時間都開展數(shù)據(jù)加密。那樣隨時隨地都能夠檢査數(shù)據(jù)信息的真實有效，這在對外開放的互聯(lián)網(wǎng)上是難以進行的。
一切秤的轉變都被儲存，核準工作人員在之后一切時間都能夠開展追溯。顯而易見，這樣人為因素的偽造能夠 清除出外。
2.安裝、維護保養(yǎng)簡易便捷
安裝數(shù)據(jù)稱重儀表針對系統(tǒng)集成商而言比較簡單。僅必須好多個簡易的指令，就可以進行。由于全部的貿易（LFT）秤重運用（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)加密方式儲存在內部，后圖像處理軟件不用別的一切獨特作用就可以進行。
3.數(shù)據(jù)加密不容易產生一切的特性損害
因為256位數(shù)據(jù)加密和精確測量數(shù)據(jù)信息的解決是并行處理進行的，自然不容易產生一切的特性損害。
4.有益于維護公司產權年限
避免 數(shù)據(jù)信息偽造有關數(shù)據(jù)信息的另外具備維護公司有關專利權。避免 了別的企業(yè)對商品的拆換和效仿。
四、小結
法國HBM企業(yè)釆用電子信息技術和AES加密算法
五、結果
文中詳細介紹的防爆儀表盤構造簡易、好用，儀表盤融合了隔爆型和本安型儀表盤的特性，可廣泛運用于原油、化工廠、藥業(yè)等具備可燃性汽體的風險場地。安裝儀表盤到全部系統(tǒng)軟件時要留意系統(tǒng)軟件自身的可信性，提升安全防范意識，特別是在型號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生。
在秤重技術領域早已獲得了一定成效。進一步維護了公司的權益，也讓使用人可以更為安心使用。中國工業(yè)生產電子衡器的發(fā)展趨勢處在一個飛速發(fā)展的環(huán)節(jié)，期待大量的公司可以關心和提升對AES加密算法的了解。

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