安全监控系统用户技术手册二.doc
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安全监控系统用户技术手册二.doc
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KJ101N型煤矿安全监控系统
《用户技术手册》
(二)
贾柏青
前言
技术手册深入浅出的讲解了KJ101N型煤矿安全监控系统的硬件基本工作原理以及系统各个部分的工作性能,详细分析了内部电路工作原理、常见故障以及处理方法等。
技术手册是KJ101N型煤矿安全监控系统最全面的技术资料,也是本公司结合多年来的工程设计和现场维修经验编写的,手册中所附电气原理图也是广大用户和维修人员所期望的,对使用和维护人员有很好的学习指导作用,同时也适合其它型号煤矿监控系统用户参考。
技术手册难免有错误和遗漏之处,敬请用户批评指正。
如有问题、意见和相关的讨论,可以通过以下地址联系:
jbq@或Lngfb@
声明:
本《用户技术手册》只提供给KJ101N型煤矿安全监控系统用户作为维修技术参考之用,未经许可不得转载和翻印。
编者
二〇〇七年五月
18
KJ101N型煤矿安全监控系统《用户技术手册》第五章KJ101N-F2型矿用监控分站
第五章KJ101N-F2型矿用监控分站
5.1概述
KJ101N-F2型八模矿用监控分站是我公司研发的新一代产品,是AQ6201新标准执行后推出的最新型设备之一,它大量采用了当今世界先进的技术成果和新材料,吸收了国内外所有同类产品的优点,浓缩了KJ101中最精华的技术和工艺,已成为镇江中煤电子的经典作品。
该产品是KJ101N型矿井监测系统的重要组成设备之一,是在KJF19B型矿用监控分站基础上不断完善发展而来,它具有体积更小、重量更轻、可靠性更好、功能更强大、外形更美观、使用维护更人性化、适应范围更宽的诸多特点,其性能完全符合AQ6201新标准要求。
该仪器采用了最新一代嵌入式微处理机术,大规模集成电路芯片将CPU、闪存、接口全部集成在一块芯片中,大大简化了仪器的外围电路,使整体结构性能得到进一步优化,分站全部电路设计在一块电路板上,传感器引线直接由电路板上引出,使可靠性大大提高。
仪器采用新型高分子复合材料压铸外壳,强度高、耐腐蚀,优雅流畅的外形设计加上精湛的工艺,使一台井下防暴装备具有了现代仪器造型。
仪器显示视角水平和垂直均大于130度,为使用者提供了方便的观察空间。
仪器不仅外形美观大方,更具有难能可贵的超小型体积和超轻型重量,包括本安电源在内整机重量仅13公斤,加装大容量后备电池后总重量也不超过17公斤,是目前国内外体积最小,重量最轻的一体化监控分站。
该仪器参考人体负重特点进行了人性化设计,箱体尽可能减小厚度,这样可以更方便搬运和吊挂安装。
仪器的四周棱角全部设计成大R圆角,光滑的表面加上浑圆的机身增强了与人体的亲和力。
仪器上方安装了一只提握舒适的宽提梁,用户提在手中犹如携带一只小型密码箱。
仪器采用前后开盖结构,前盖属于本质安全结沟设计,一改传统的四壁围绕模式,仪器的盖子与四壁设计为一体,打开门字形前盖后,仪器的一块控制电路板全部暴露在外面,非常方便接线和维修。
后盖系隔爆腔型设计,打开隔爆后盖,交流电源接线柱、断电接线柱都充分暴露在外面,多路电源全部设计在一块电源板上,旋下四颗螺钉就可以方便的拆下检修。
仪器的后备电源安装在隔爆腔中,镶嵌在压铸模架上,用二颗粗大的内六角螺栓紧固着,拧下螺栓后电池就可以方便的拆下来更换。
电源板中设计有专业级的自动充放电管理电路,性能优良的后备电源保证了交流电源中断后的可靠切换,板上的智能化充放电管理,让使用者不必担心电池记忆效应的发生,大容量的后备时间可保障长达4小时以上满负荷运行。
仪器设有八路输入端口,相当于二台KJF19监控分站的功能,具有多种输入模式,使用起来更加灵活方便。
本仪器在KJ101N系统网中使用时,可设置成虚拟二台四模监控分站,断电闭锁功能齐全、实用,与使用二台分站一样方便,可为用户节省大量装备资金。
仪器保留了KJF19监控仪的数字编码远程控制技术、开关量串行扩展技术外,还增加了开关量三态输入、红外线遥控参数设定、传感器串行码输入、交流电源供电状态监测、传感器远程启动、四位精度显示等新功能。
使仪器具有更为灵活的传感器输入选择,可以配接任意满度值的传感器和任意物理量的参数。
输入制式设置灵活,具有广泛的兼容性。
该仪器用于甲烷监控时,机内带有二路独立的本地继电器控制断电输出,同时还设有二组远程数字编码驱动输出,每路可驱动四路高压断电箱可实现最多八路远程及二路本地断电控制。
断电接点均能方便的转换常开长闭方式。
仪器设计了多种传输制式,除保留了KJ101基带码之外,新增加了光纤和FSK二种传输模式,传输速率可根据要求设定。
本监控分站的八路传感器输入端口,每端口可接一个模拟量传感器或一个开关量传感器或扩展八个开关量传感器。
它即可以设置成一台八模分站独立使用,也可以设置成二台虚拟的四模分站使用。
模拟量传感器可以是瓦斯、一氧化碳、风速、温度、负压、或其他模拟量传感器,通过这些传感器,可以把矿井下与安全和生产有关的参数经KJ101N-F2型监控分站采集处理并传给地面的监控主机,供生产指挥人员随时掌握井下当前情况。
KJ101N-F2型监控分站能依据采集到的信息和监测主站下传的命令以及本身设置的参数做出快速反应,控制矿井机电设备运行,从而防止和降低矿井事故的发生,保障生产的安全、有序。
监控分站与监控中心站之间的通讯是以主从应答方式进行,接口的每路驱动器最多可接驳32台KJ101N-F2型监控分站,还可以很方便地进行容量扩展,可组成大小不同形式多功能监控系统。
KJ101N-F2型八模矿用监控分站外形图
5.2KJ101N-F2型八模输入矿用监控分站技术参数
1)电源输入电压:
660V/380V/36V+20%~25%;
2)电源功耗:
最大48VA,根据接入传感器数量、类型而不同;
3)备用电源:
24V直流、4安时;
4)。
备用电源工作时间:
2-4小时(根据环境和负载情况,工作时间可能有所不同);
5)传感器本安电路参数(每路)开路电压19V±1V,短路电流600mA;
6)输入端口:
八个,分A、B两组,每组4端口(每端口可接l路模拟量传感器或一个开关量传感器或八开关量扩展器);
7)模拟量输入频率标准;可以选择标准设置或任意设置,比如:
O-150Hz、5-15Hz、0-500Hz、200-1000Hz、0-5000Hz,串行码等;
8)传感器最大接线距离:
等效电缆阻抗92Ω。
采用截面为1mm2铜芯电缆配接KJ101-45B型甲烷传感器时,接线距离为2000米,采用截面为1.5mm2铜芯电缆时,接线距离为3000米;
9)开关量输入标准:
1mA/5mA/0mA分别代表逻辑0/逻辑1/故障;
10)监控分站设有远程断电控制电路两组:
每组最多可接四台继电器箱。
控制距离:
>1Km;
11)监控分站机内断电控制两组:
断电值可以任意设置,每组接点均可常闭或常开;接点容量:
根据所选继电器型号可能有所不同,一般是5A,36V或660V,1A;
12)防爆型式:
隔爆兼本安
13)防爆标志:
Exd[ib]I
14)外型尺寸:
264×350×130mm;
15)重量:
<17Kg
5.3结构
整机为隔爆兼本安结构,外部有十一个接线口,六个用来接传感器,另外为电源入线口,通信线入线口、控制出线口,断电接点接线口。
仪器内部分前后两部分,后部为隔爆结构电源腔,前部为主板与本安腔。
机内结构见右图上图为本安腔,下图为隔爆腔。
1)电源隔爆腔
打开后盖,可以暴露隔爆腔全部电路板,交流电由隔爆腔下方引入,经变压器隔离降压后用开关式稳压电源预稳、快速安全栅限流,产生四路独立的本安电源,其中19V/650mA三组,其中二组为传感器供电电源,另一组专门用于输出控制供电,一组5V/800mA为主板供电。
本机电源可由机外遥控器或磁钢控制通断。
当交流电源中断后,机内备用电池组可提供工作4小时的不间断供电,电池组由机内自动充电及过放电保护电路管理,电源变压器用环氧树脂胶封,使用中免维护。
仪器外壳采用酚醛玻璃纤维增强模塑料压铸而成,坚固美观,抗老化,耐腐蚀。
后备电池组安装在隔爆腔电源板主板的后方,拆下紧固螺栓和压板可以方便更换。
后备电池组有两根出线,分别为24V的正、负极,可直接插在电源板左下方。
后备电池的充电管理和放电切换由安装的电源板上的充放电控制电路自动管理,无需认为干预。
当放电电压下降到22VDC时,由电池供电自动转换到交流供电,避免因电池过放引起损坏。
电池组内装有电子保险丝,但使用中仍要防止短路打火,电池组引线为非安电路,切勿在井下拆装!
特别提醒:
井下工作面设备搬迁时,往往生产部门首先切断工作面电源,然后才逐步拆卸设备,带有后备电源的分站,在交流电停止那一刻开始,已经开始消耗后备电池中的电能,直到电池放光为止。
如果这台设备不能迅速搬移到新工作地点,并且连接好电源将电池及时充电,那么这台分站中的电池组注定就报废了!
用户要防止这种在不知不觉中损坏设备的习惯行为,一定要在拆装设备之前,用遥控器关闭分站电源。
在进行后备电源容量的测试之前,一定要保证48小时的全充电(二天二夜),如果仅仅充电八小时就开始放电,电池组只能充到1/3不到的容量,将远远达不到全容量的指标!
2)主板与本安腔
KJ101N-F2型矿用监控分站主板安装在本安腔内。
打开前盖即可全部暴露出来,主板为本安电路,在主板的两侧和上方设有对称的两排接线端子,每组接线端子3-4根连线,与本机连接的模拟量传感器、开关量传感器、通信传输线、输出控制等均由这些接线端子引出。
主控板采用新型嵌入式微处理器系统,对外部传感器采集信号进行计算、处理,输出断电、闭锁等控制信号,将采集信息上传地面主机,同时负责接受监控主机的控制命令的处理。
整板全部采用低功耗CMOS集成电路芯片,工作电流约260mA(数码管全亮时),仪器的全部逻辑与驱动电路均分布在一块主板上,采用接插方式安装。
主板上装有7只0.5"LED数码管和一只0.3"LED数码管。
0.5"数码管分成两组,左边一组三个字符用以显示模拟量通道号和参数标识,右边一组四个字符用以显示对应传感器的监测值,两组数码管能够循环显示所有模拟量数值、开关量状态、断电状态、供电状态以及控制电源状态。
O.3"数码管安装在显示窗中间,用来显示开关量标志,在0.3”数码管上方有一对红绿发光二极管,用以指示监控分站与地面主机联机工作情况和回答指示。
主板通过两个插座连到机器中,方便拆装和维护。
主板引脚功能表如下。
脚号
功能及去向
脚号
功能及去向
1
备用
8
19V3-公共端(负极)
2
辅助电源(交流失电检测)
9
19V3+供电由电源腔来
3
启动主电源输出
10
停止主电源输出
4
5V-公共端(负极)
11
B组机内断电控制输出
5
5V+供电由电源腔来
12
A组机内断电控制输出
6
19V1-公共端(负极)
13
19V2-公共端(负极)
7
19V1+供电由电源腔来
14
19V2+供电由电源腔来
KJ101N-F2型矿用监控分站单独使用时,可设置成两组瓦斯断电仪或甲烷风电闭锁仪。
与本仪器配套的高低浓甲烷传感器只用一个传感器端口既可完成全浓度范围的连续监测。
将KJ101N-F2型监控分站的传输线接线端与KJ101N监测系统传输线相接就可方便地并入系统网中。
KJ101N-F2型监控分站的远程控制端口是采用脉冲编码控制输出,脉冲编码控制与电源驱动合用一对线,用以连接KJ101N-GD型继电器箱。
继电器箱中设有地址拨码开关,可以选择不同的传感器发出的断电命令,实现多路控制。
控制电源取自控制信号,无需另外供电。
在连接多台继电器箱时必须保证总耗电不得>500mA,否则电源保护电路将启动而无法工作。
每只继电器箱最大耗电60mA,电源负荷有富余时还可以驱动一路声光设备。
传感器
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