PROMOS控制系统原理.doc

一、PROMOS控制系统原理1 工作原理：PROMOS系统上电后，控制器首先对急停和电话等非智能部件进行初始化查询，然后根据返回的信息，判断安全回路是否正常；对非智能部件初始化结束后，接着进行智能部件的初始化，以设置每一个I/O口的数据类型，如：开关量、模拟量、或频率量。初始化完成以后，控制器每隔35 ms对非智能部件进行一次查询，并不断对智能部件进行令牌式查询。智能部件通过I/O口采集的信息，首先由智能部件进行预处理，然后传给控制器，由控制器进行处理，决定是否进行某种动作，然后将指令传给智能部件，由智能部件控制执行单元来完成控制器的指令。2 硬件说明KJF21A型控制器1 概述 KJF21A型控制器是KJ50型PROMOS监控系统中的核心产品，是一种多功能可编程通用型控制器。1.3 防爆型式：Ex ibI（150）1.4 关联设备：KDW10型矿用直流稳压电源。1.5 配接设备为： KJF21型控制器 KJJ10型控制接口 KJK3型系列辅助控制器 KTK1型系列扩音电话 KPG3型系列急停开关 KFD1型系列线路终端 KPA1型按钮 KPG2型开关 KZD2型电控阀等等 2 组成结构与工作原理2.1 外部结构 其产品外形结构见图1 控制器外形图 (4)磁感应开关指示灯 (5)外围设备错误指示灯 (6)安全回路状态指示灯 (7)维修状态指示灯 (8)单机状态指示灯 (9)被控设备运行指示灯 (10)预警按钮 (15)3#单台启停旋钮 (16)备用单台启停旋钮 (17)1#单台启停旋钮 (18)2#单台启停旋钮 (19)Linie右 (20)AST口 (21)Linie左 (22)集中控制开关 (23)控制方式开关 (24)磁感应开关2.2 内部结构2.CMA卡4.LINIE卡15.LINIE卡2X1.AST线NF语音通信功能X2.NF语音内部通信插座X3.前面板通信总线插座X4.PS2305S电源插座X5.AST2,AST3电源插座X6.PS2300电源AMP插座X7.AST1和LINIE外部电源插座X8.LINIE1左插座X9.LINIE1右插座X10.LINIE2左插座X11.LINIE2右插座X12.AST1插座X13.AST2插座X14.AST3插座X15.20MA串口A(SIO1)插座X16.20MA串口B(SIO2)插座S2 PS2501模块和AST光缆连接开关H1-H10 发光指示灯 2.2.3 串行接口： 控制器有两个串行接口SIO(B)和SIO(A),按通讯方式可选择20mA，通信距离A口：1000M，B口：2000M20mA外系统设备接口2.3.2 通讯波特率的设定 BDJ3-4J5-6J7-89.6OffoffOff9.6onoffOff19.2offonOff38.4offoffonKDW10型矿用直流稳压电源1 概述1.1 KDW10型矿用直流稳压电源（以下简称电源）是PROMOS系统中的关键产品，为PROMOS系统提供本安电源，适用于煤矿井下的有甲烷和煤尘爆炸性危险的环境中，其防爆型式为：矿用隔爆兼本安型。 防爆标志为Exdib I(150)。2 结构特征与工作原理2.1 结构特征 电源是由厚钢板焊接而成，壳体的最小厚度均不小于3mm，其中的零、部件有防锈防蚀处理，紧固件有防松动的措施,内外均设有接地，并有标志牌“”，采用浇封式结构固定在支架上。 2.2 工作原理 本电源为开关型稳压电源，127V输入电压经变压器变为24V，然后将其输入到整流板中，经整流滤波后成为直流24V，经两级电压保护及电流保护后提供出本安的直流12V和5V，5V用于供给控制器的本机使用，12V经控制器供给PROMOS系统中的AST沿线。具体接线如图所示3 技术特征3.1 输入回路 输入电压：交流127V3.2 输出回路（本安、直流、三路） 5V（一路） 12V（二路） 工作电压 5V 12V 工作电流 1.7A 1A 输入电压偏离值 5% 5% 负载效应 2% 2% 源效应 2% 2% 周期与随机偏稳 100mV 100mV 最高开路电压 5.8V 12.3 过流保护值 2A 1.3A 短路电流 200mA 100mA源电压 751102.2 工作原理本电源为开关型稳压电源，127V输入电压经变压器变为24V，然后将其输入到整流板中，经整流滤波后成为直流24V，经两级电压保护及电流保护后提供出本安的直流12V，12V供给PROMOS系统中的AST沿线。具体接线如图所示：3 技术特征3.1 输入回路 输入电压：交流127V3.2 输出回路（本安、直流、12V一路） 工作电压 12V 工作电流 1A 输入电压偏离值 5% 负载效应 2% 源效应 2% 周期与随机偏稳 100mV 最高开路电压 12.3 过流保护值 1.3A 短路电流 100mA源电压 75110KCC1D型智能I/O部件外型图 1 概述1.1 KCC1型系列智能I/O部件，是KJ50型PROMOS监控系统中的主要产品，是PROMOS系统输入输出信息的转接设备，共有四个输入输出端口，每一端可连接一路传感器输入和一路执行元件的输出，不能单独使用，只能与PROMOS系统配套使用， 防爆标志为：ExibI(150)。 工作原理3.1 KCC1型系列智能I/O部件是PROMOS系统与外部进行信息交流的主要产品。它接收传感器采集来的信息，进行预处理，将此信号通过AST的数据线传输给控制器，由控制器进行综合处理，再发出相应的控制指令，以令牌的方式传输给智能I/O部件，由它做出相应的反映或驱动对应的执行元件。 其工作原理简图见下图。四通智能部件框图I/O口出线的线色：7 粉 6 绿 5黄 4 灰 4芯插座连接图 KCC1B接线图 KCC1C接线图KJA5型本安信号耦合器1 概述1.1 KJA5型本安信号耦合器是KJ50型PROMOS局部生产环节监控系统中的配套产品，是PROMOS系统输入输出信息的转接设备，是外系统、传感器、被控设备和PROMOS系统相连的安全接口部件，该耦合器的输入输出都必须是本质安全型信号。.1 结构特征 KJA5型系列本安信号耦合器的外壳是由钢板制成的，壳体的最小厚度均不小于3mm,其中的零、部件有防锈防蚀处理，紧固件有防松动的措施。防爆标志为ExibI(150)2.3 工作原理 KJA5型系列本安信号耦合器，采用继电器，光电耦合器的隔离原理，制成本安到本安的转换口。具体见图2KTK1型扩音电话1.1 KTK1型系列扩音电话是PROMOS系统中的一系列产品，它有各种方式的组合，主要由语音通讯、急停开关和智能I/O部件三部分组成，可以用于语音通讯，又可以对设备（如电机）进行停机和闭锁，保证人身和设备安全。还可以对外部设备进行控制，数据采集及现场管理。该系列扩音电话适用于煤矿井下的有甲烷和煤尘爆炸性危险的环境中，其防爆型式为：矿用本质安全型。防爆标志为ExibI(150)。其关联设备为KDW10型矿用直流稳压电源。 其配接设备为： KJF21型控制器 KJJ10型控制接口 KJK3型系列辅助控制器 KCC1型系列智能I/O部件 KPG3型急停开关 KFD1型系列线路终端等等2 结构特征与工作原理2.1 结构特征KTK1型系列扩音电话外壳由钢板焊接而成，拉线开关部分为铸铁结构，外壳厚度不小于3mm，其中的零部件有防锈防蚀处理，紧固件有防松动的措施，2.3 工作原理 电话包括送受话部分和预警发送部分，电话中的语音接收部分一直在监测着语音线（NF线），当NF线上的信息小于180mV时，电源给扩音电话的蓄电池充电，充电电流为13.5mA，当NF线上的信息大于或等于180mV时，充电回路被切断，语音接收部分开始工作，将语音信号进行放大，由扬声器发送出来，若信号小于180mV，电话将延时切断，NF模块的原理图见下图。 急停功能的工作原理见KPG3型系列急停开关。 输入输出功能的工作原理见KCC1型智能I/O部件。3技术特性3.3 电话的 型号 类别KPG3KPG3AKPG3BKPG3C工作电压 DC812V812V812V812V工作电流12mA12mA12mA15mA话音声强（1000Hz时）为105dB（1m处）。KPG3型急停1.1 KPG3型系列急停开关是PROMOS系统中的主要产品，它在紧急情况下可以对设备（如电机）进行停机和闭锁，保证人身和设备安全。防爆型式为： 矿用本质安全型。防爆标志为ExibI(150)。2.3 工作原理 系列急停开关是由二个常闭接点，一个常开接点，一个发光二级管和一个MEL电路板组成。两个常闭接点接通AST线路中的SKR安全回路，一个常开接点用于急停开关动作后触发MEL电路板，发光二极管用于指示急停开关被动作，见电路框图。KAC3 技术特征KFD1终端1.1 KFD1型系列线路终端是PROMOS系统中的关键产品，它用于PROMOS系统AST线路终端，它是PROMOS系统中AST线的最后一台设备，必不可少的，通过它可以对系统的电源、安全回路起到监测作用，当终端处的电源电压降到8V以下后，KFD1型系列线路终端将停止工作，电源电压大于8V以后，自动开启安全回路。2.3 工作原理 KFD1线路终端是由NT5、ARK和主板三部分组成的，ARK模块是用于和控制器间进行通讯的主CPU，并完成对电源电压的监测，在SKR和12V之间，SKR和GND之间分别通过一个电阻和一个电感相连，为对AST线的安全回路进行监测创造条件，原理见 图2KGE9A型跑偏开关1 主要用途与适用范围1.1 KGE9A型跑偏开关是KJ50型PROMOS监控系统中专用的跑偏开关，它是PROMOS系统的配套产品，不能单独使用。它安装在皮带运输机的头尾两端，当皮带与皮带架的相对偏移大于某一设定值时,PROMOS控制器根据跑偏开关的输出状态可发出警报或停止皮带运输机的运行。1.4 防爆类别及标志 矿用本质安全型 ExibI(150)。输出：正常时，输出电阻R4.7kW10 一级跑偏时，输出电阻R29.3kW10 二级跑偏时，输出电阻R8.97kW10 摆杆最大摆角：摆杆的最大摆角704 安装与调试 KGE9A型跑偏开关应安装在皮带运输机架的两侧，如图。KGU3B型堆煤开关1 主要用途与适用范围1.1 KGU3B型堆煤开关是KJ50型PROMOS监控系统中专用的堆煤开关，它是PROMOS系统的配套产品，不能单独使用。它安装在皮带搭接处，皮带运输机发生堆煤时，堆煤开关动作，PROMOS系统发出指令，停止皮带运输机。也可做煤仓煤位、水仓水位的检测。1.4 防爆类别及标志矿用本质安全型 ExibI(150)。2.2 工作原理 工作原理框图见图2，其核心是一个施密特触发器，1#线为接地线，2#线为电极，7#为电源正线，5#为电源负线，4#和5#为输出线。当1#和2#线之间电阻大于临界值时，4#和5#线之间电阻值约52kW，当1#和2#线之间电阻小于临界值时，4#和5#线之间电阻值约4.7kW,系统对其输出电阻的变化进行测量，从而确定是否堆煤。 3 主要规格及技术参数 工作电压：DC 812V 工作电流：3mA 动作电阻临界值：350kW50kW 煤的接触电阻大于临界值，输出约52kW 煤的接触电阻小于临界值，输出4.7kWKPJ1型接近开关1 概述1.1 KPJ1型接近开关是一种磁感应方式的开关，主要用做位置传感器，同时它还能实现I/O口到传感器间的线路监测，有两种类型： KPJ1型采用干簧管 KPJ1A型采用霍尔元件 接近开关适用于煤矿井下的有甲烷和煤尘爆炸性危险的环境中,其防爆型式为:矿用本质安全型。防爆标志为ExibI(150).2.3 工作原理 接近开关吸合，短接47k的电阻，以返回给智能I/O口不同的电压，读出开关动作，控制器接收相应的信息。3.5 输出 正常时：51.7k 动作时：4.7kKGS2型速度传感器1 主要用途与适用范围1.1 KGS2型速度传感器是KJ50型PROMOS监控系统中专用的速度传感器，它是PROMOS系统的配套产品，不能单独使用。它安装在皮带运输机的机架上，测速轮与皮带接触监测皮带速度。1.4 防爆类别及标志 矿用本质安全型 ExibI(150)。2 结构特征与工作原理 KGS2型速度传感器主要由测速轮和KPJ1型接近开关组成。在测速轮的端面，装有2块（或4块）磁铁，测速轮旋转时，其端面上的磁铁周期性地与KPJ1型接近开关接近,分离,使接近开关相应地通、断动作，其输出状态亦随之呈现4.7K和51.7k两种不同状态，PROMOS系统通过检测接近开关的通断频率来测定皮带带速。输出方式： 输出信号的两种状态：低阻状态4.7kW 高阻状态51.7kWKPA1型按钮1 概述1.1 KPA1型按钮是PROMOS系统中的独立产品，它安装在PROMOS系统中带I/O口的部件上,通过它可以最给控制器一个信息,以控制对应设备的起停。 其防爆型式为： 矿用本质安全型。防爆标志为ExibI(150)。2.3 工作原理 通过按下按钮，短接47k的电阻，以返回给使智能I/O部件不同的电压，读出按钮的具体位置，控制器接收相应的信息。其工作原理见下图KPJ1B型纵撕传感器1 概述1.1 KPJ1B型纵撕传感器是一种磁