监控分站说明书

1 / 21 监控分站说明书 KJF-201 矿用本质安全型井下分站 使 用 说 明 书 柳州市腾龙信息科技有限公司 目录 一 概述。2 二 主 要 功 能 特点。 2 三 工作原理。2 四 主 要 性 能 指标。 6 五 分站与综保连接方法 六 使 用 方法。 9 七 使 用 维 修 注 意 事项。 28 八 分 站 结构。 28 - 1 - 一、 概述 2 / 21 K J F - 201 监控分站是广西腾龙信息科技有限公司新开发用于煤矿井下综合监控系统的井下分站，工作于煤矿井下含有爆炸性气体的环境中，能与各种数据采集和传输装置所搭配，对各种采集到的数据进行高速交换和传输。分站是采用 ARM 芯片为主要部件的智能化产品，配备多种网络接口，支持多协议共存，能适宜地面及井下各种工作场合，并带有多路标准光纤接口，传输速率高，无中继传输距离长，防雷、抗电磁干扰。 本分站的防爆形式为矿用本质安全型，防爆标志为ibI。 本产品经国家防爆安全检验机关审 查通过，可在具有爆炸性危险场所使用。 与 KJF 201型分站相联的所有电路和电气设备必须是本质安全型电气设备，必须经过安全检验机关检验合格后才配用。 具有以下特点 具有光纤 SC 标准接口、其它标准接口的设备无缝连接，非标准接口的其它监控设备可通过协议转换接于系统中； 使用标准的互联网 TCP/IP 协议； 以太网接口速率为 100Mbps/10Mbps 自适应； 每个网络交换机分配一个 IP 地址，内置 Web Server，企业局域网上可通过 IE 浏 览器对参数进行配置； 3 / 21 与上层网络连接使用以太网 RJ45 接口或标准光接口，与下层接口使用以太网 RJ45 接口或标准光接口； 使用CAN-BUS 接口作为控制接口； 内置 Web Server，具备网络管理功能； 采用井下本安电源供电，供电电压 DC12V，额定电流不超过 1A； 置备用电池，停电后可继续工作 4 小时； 工作温度要求 -10 40； - 2 - 井下 地面通信介质采用光纤，使用 TCP/IP 协议，传输速率为 100Mbps/10 Mbps 自适应，传输距离 15km, 误码率 10-3, 巡检周期小于 1 秒； 可远程对分站进行配置 系统不必通过轮询的方式采集资料，真正做到实时性。二、型号及外形尺寸 型号及代码意义： J K F 4 C 控制接口方案 升级序号 分站 监控系列 外形尺寸图： 综保外形尺寸图。 三、使用条件 海拔不得超过 2000 米 环境温度为 5 至 50周围空气湿度不大于 95%。 4 / 21 空气相对湿度平均相对湿度不大于 95 无足以腐蚀金属和损坏绝缘的气体环境中。 无震动和冲击，无显著振动和冲击的场合。 在能防止滴水和液体侵入的地方。 安装于爆炸性气体矿井中 - 3 - 四、 主要技术性能指标 、额定电压： 12 10，由电源箱提供直流电源 、额定电流： 600mA 、本安通讯信号： 5VP 、传输容量： 110 个分站； 、 数据传输速率： 9600波特 /秒 、传输方式：异步差分四相码，无极性 、传输距离：中心站至分站： 25KM 分站至综保： 15KM 、传输电缆：中心站至分站：矿用本安通信光缆 分站至综保 ： 矿用本安通信电缆 、关联设备 1、生产厂家：宜兴煤矿电子仪器厂 2、交流输入电压 AC660V/50Hz ，或 127V/50Hz 或 36V/50Hz 或380V/50Hz 或 220V/50Hz，波动范围 75% 110%。 3、 直流输入电压 4、备用电池 - 4 - KJ579-F 矿用隔爆兼本质安全型 5 / 21 电力 监控分站 执行标准： GB 3836-2000 MT/T 1005-XX Q/XR 009-2016 使 用 说 明 书 发布日期： 2016 年 4 月 10 日 西安西瑞保护控制设备有限责任公司 目录 安全警示语： . 3 1 概述 . 1 2 分 站 构成 . 1 产 品 型 号 及 其 意义 . 1 外 形 尺 寸 及 重量 .6 / 21 . 1 KJ579-F 电 力 监 控 分 站 的 结构 . 1 3 主要技术指标 . 3 环 境 条件 . 3 供电电源 . 3 主 要 技 术 指标 . 4 主 要 功能 . 4 电 源 波 动 适 应 能力 . 5 外 壳 防 护 性7 / 21 能 . 5 电 气 安全 . 5 防爆性能 . 5 电 气 间 隙 及 爬 电 距离 . 6 本安参数 . 6 4 分 站 配置 . 6 概念解析 . 6 工程组态 .8 / 21 . 6 配置备份 . 7 5 开关机 . 7 6 常见故障与分析 . 7 7 注 意 事项 . 8 8 订 货 须知 . 8 9 包装、运输、存储说明 . 8 附录 A 关联设备 .9 / 21 . 10 I 安全警示语： 1维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数及型号规格 ! 2未经安全联检合格的产品不得接入本产品 ! 3维修时应注意防止“失爆” ! 4严禁井下带电开盖！ 5不得随意更换说明书中规定之外的电池。 1 概述 KJ579-F 矿用隔爆兼本质安全型电力监控分站可快速采集井下各种隔爆高、低压开关，移变，磁力起动器等智能设备的数据，经过分析处理后转发给监控主站，并分发监控中心的远程控制命令。 KJ579-F 电力监控分站遵循最新的国际和行业标准，采用嵌入式硬件平台和嵌入式实时多任务操作系统，可靠性高，响应速度快。 防爆型式：隔爆型 ExdI； 产品执行标准： Q/XR 009-2016。 2 分站构成 产品型号及其意义 外形尺寸： 500mm 451mm 646mm； 重量：不大于 100kg。 10 / 21 KJ579-F 电力监控分站的结构 KJ579-F 电力监控分站由防爆外壳、通信管理机、不间断电源，工业光纤以太网交换机等构成。其外形图见图 2-1 所示： 图 2-1 KJ579-F 外形图 KJ579-F 电力监控分站共有主箱体、光端机箱和接线箱等三个隔爆腔，分别安装通信管理机和电源、光纤以太网交换机等。 1 第 4、 5 路 RS485 接口 两路光纤输入 以太网接口 JX3 第 3 路 RS485 接口 JX2 98 7 2 34 JX6 JX10 JX5 11 / 21 JX9 JX8 备用接口 第 2 路 RS485 交流电源输入 JX1JX4 JX7 第 1 路 R S485 接口 图 2-2 KJ579-F 外部接线示意图 KJ579-F 电力监控分站俯视图如图 2-2 所示，分站共有 14 个 A1 接线嘴，用于与外部设备进行连接。与保护通讯的通讯电缆选择经过煤安认证的阻燃屏蔽通讯电缆，布线时要求屏蔽层一点接地。分站的左侧面有一接地栓，要求将分站外壳可靠接在地网上，确保接地电阻不大于 2。接线端子定义如下图 2-3 所示。 2 常州迪泰科特测控设备有限公司 KJ350-F1 矿用本安型监控分站 使用说明书 执行标准： Q/DM036-2016 版 本 号：出版日期： 12 / 21 感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书 并妥善保管，以备今后参考。 1 概述 KJ350-F1 矿用本安型监控分站可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道、多制式的信号采集功能和通信功能，通过井下通信网络能及时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。 本产品执 行 常 州 迪 泰 科 特 测 控 设 备 有 限 公 司 企 业 标 准 Q/DM036-2016。 2 适应的环境条件 a) 工作温度 : 0 40 ； b) 湿度 : 98%； c) 大气压力 : 80kPa 116kPa ； d) 机械环境 : 无显著震动和冲击的场合； e) 含有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。 3 基本功能 分站具有与传输接口双向通信及工作状态指示功能。 分站具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、温度等频13 / 21 率型模拟量采集及显示功能。 分站具有馈电状态、风筒开关、风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能。 分站具有累计量采 集及显示功能。 分站具有控制功能。 a) 甲烷浓度超限声光报警和断电 /复电控制功能： 1) 甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警； 2) 甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁。甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁； 3) 与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时，应切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁； b) 甲烷风电闭锁功能： 1） 掘进工作面甲 烷浓度达到或超过 %CH4 时，声光报警；掘进工作面甲烷浓度达到或超过 %CH4 时，切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于 %CH4 时，自动解锁； 2）掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过 %CH4时，声光报警、切断掘进巷道 内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于 %CH4 时，自动解锁； 14 / 21 3）被串掘进工作面入风流中的甲烷浓度达到或超过 %CH4 时，声光报警、切断被串 掘进巷道内全部非本质安全型电气设 备的电源并闭锁；当被串掘进工作面甲烷浓度低于 %CH4 时，自动解锁； 4）局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，声光报警、切断供风区域的全部非 本质安全型电气设备的电源并闭锁；当局部通风机或风筒恢复正常工作时，自动解锁； 5）局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于 %CH4，对局部通风 机进行闭锁使之不能起动，只有通过密码操作软件或使用专用工具方可人式解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于 %CH4 时，自动解锁。 6）与闭锁控制有关的 设备故障或断电时，声光报警、切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；与闭锁控制有关的设备接通电源 1 分钟内，继续闭锁该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。 分站具有初始化参数设置和掉电保护功能。初始化参数可通过中心站软件输入和修改。 分站具有备用电源，当电网停电后，能对甲烷、风15 / 21 速、风压、一氧化碳、局部通风机开停、风筒状态等主要监控量能继续监控。 4 主要技术指标 防爆形 式：矿用本质安全型，防爆标志： ExibIMb。 工作电源 a) 工作电压：直流 11V 13V； b) 工作电流： 300mA。 输入的信号制式 模拟量 a) 200Hz 1000Hz 频率型信号，输出高电平时不小于 3V，输出低电平时不大于，其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于； b) 1200Hz 2000Hz 频率型信号，输出高电平时不小于 3V，输出低电平时不大于，其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于。 开关量 电流型信号： 1mA/5mA。默认电流时表示为停，电流 4mA 时表示为开。 数字量 a) 传输口数量： 1 路； b) 传输方式：主从式、半双工、 RS485、双极性； c) 传输速率： 2400bps； 16 / 21 d) 传输信号工作电流峰峰值：不大于 150mA； e) 传输信号工作电压峰峰值： 2V 12V； 2f) 最大传输距离： 2km。 控制量 电平型信号：输出高电平时不小于 3V，输出低电平时不大于。 累计量 输出高电平时不小于 3V，输出低电平时不大于，其正、负脉冲宽度不应小于，正、负脉冲的转换时间不大于 5ms。 模拟量输入处理误差不大于 %。 累计量输入处理误差不大于 %。 最大监控容量 分站的最大监控容量信息见下表 1。 表 1 KJ350-F1 矿用本安型监控分站的最大监控容量信息表 - 2 - 常州迪泰科特测控设备有限公司 地址： 213022江苏省常州市新北区新竹二路 Telaxeb： 控制执行时间 分站甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间不大于 2s 。 分站与传输接口的传输 17 / 21 a) 传输口数量： 1 路； b) 传输方式：主从式、半双工、 RS485、双极性； c) 传输速率： 2400bps； d) 传输信号工作电流峰峰值：不大于 150mA； e) 传输信号工作电压峰峰值： 2V 12V； 2f) 分站与传输接口的传输距离： 10 km。 分站与传感器和执行器的最大传输距离 2 2km， 。 5 主要结构特征与工作原理 外形尺寸及重量 a) 外形尺寸： 315mm 215mm 97 mm。 b) 整机重量： 5 kg。 图 1 监控分站外形图 工作原理 图 2 分站电路原理框图 本分站是一个以 89C55 单片机为核心的微型计算机系统。可为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源；也可以采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开 停状态并通过工业网络快速向地面的系统中心站传送巡检参数；执行地面中心站发往井下的各种控制命令；对异常状况进行断电控制。其原理框图如图 2 所示，主要由单片机、看门狗自动复位、参数保存、 常州迪泰科特测控设备有限公司 18 / 21 地址： 213022江苏省常州市新北区新竹二路 Telaxeb： - 3 - 输入数据采集、控制输出、通讯数值及状态显示、隔离电流、手动设置等电路组成。 工作时，首先根据分站各输入通道上所 挂接的传感器类型，通过网络方式接收地面中心站初始化数据对分站的各个通道分别进行定义、设置。工作中，分站通过数据采集电路对输入通道进行不间断的循环信号采集，使系统内部的各模拟开关根据设置、定义的指令自动切换到相应的转换电路上。当分站对挂接各类传感器的输入通道进行连续、不间断数据采集时，来自传感器的频率或电流信号在经过相应的变换后进入施密特整形及分频电路进行二次处理，最后送89C55 定时器 T0 口供单片机进行采集、运算、分析、判断。 89C55CPU 中央处理单元 KJ350-F1 矿用本安 型监控分站采用的是 ATMEL 公司生产的 89C55WD 大容量存储单片机。芯片内有 256 个字节的RAM， 20K 程序存储器在也在片内，共有 64K 数据字节的地址空间， 8 位数据总线，低 8 位地址总线与数据线分时共用。地址线 A0 A12 提供片外数据存储器地址。 看门狗自动复位电路 以大规模集成电路 5045为主体的看门狗电路单元在工作中的主要功能是看护分站的电源及程序运行情况，当出19 / 21 现电源电压过低或因意外造成分站程序跑飞时，及时向单片机输出复位信号使之自动复位，恢复正常工作。 参数保存 单元 本单元主要用于设置参数和保存初始化参数，由存储量 512 字节、擦写次数 100000 次的带电可擦除芯片 5045构成。所需的输入输出数据及时钟皆由单片机的、提供，掉电后，数据可保存时间超过 2 年。 输入数据采集单元 数据采集电路共 8 个通道，分别由取样电阻、滤波及限幅保护、跟随器、模拟多路选择开关、信号变换、整形、二分频、光电隔离等电路组成。通过跳线设置，它可支持 200 Hz -1000 Hz， 200 Hz-2000 Hz， 1 mA/5 mA， 4 mA/20 mA 等信号 制式。由 89