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产品名称:KJ379X-F型矿用本安型安全监控分站

更新时间:2018-7-9 16:40:08

一 概述
1.1 用途及适用范围
KJ379X-F矿用本安型安全监控分站(以下简称分站),是KJ379X煤矿安全生产监控系统井下部分的关键组成设备,分站能为各种配套本安传感器提供本质安全型电源,同时连续采集传感器信号,经单片机处理后按设定参数实行控制操作。该分站能与地面中心站计算机通讯,将采集信号传送到地面中心站,也可实行中心站发出的各种远程控制指令。
主要实行标准:GB 3836—2010,MT/T 1005—2006,Q/JMKJ 1332-2017。
1.2 产品特点
a)16路数字信号输入,8路控制量信号输出(无源接点型信号4个、电平型信号4个)。
b)8路断电控制输出,包括4路无源接点输出,4路高低电平输出。
c)能显示各路传感器的值,显示控制输出状态、通讯状态等,具备实时时钟显示功能。
d)能与地面中心站通讯,传送采集数据和接收控制命令。
二 结构特征与工作原理
2.1 结构特征
该分站外壳采用钢板压铸、焊接而成,具有耐腐、抗干扰等特点。与关联设备KDW660/24B(X)矿用隔爆兼本安型直流电源、KDY660/18B(X)矿用隔爆兼本安型直流电源配套使用。
本分站主要由本安外壳、分站主控板、显示板、接线柱、信号传输线以及遥控器等组成。
该分站的外观结构示意图如图1所示。


2.2 工作原理
该分站的中央处理器选用ARM处理器,外围电路包括:显示、红外遥控等人机接口电路,前置放大、通道切换、线性隔离放大器等信号处理电路、控制输出、主通讯及智能口通讯等接口电路和数据存储电路。
2.2.1 信号采集电路
具有16路数字信号输入。
2.2.2 控制输出电路
具有8断电控制信号输出。包括4路无源触点信号输出,同时具有4路高低电平信号输出。
2.2.3 数据存储电路
该部分电路设计用来在分站存储历史数据,起到井下黑匣子的作用。存储芯片选用铁电存储器,I2C高速串行写入,容量为64K字节,100亿次擦写次数。
2.2.4 显示及红外遥控接收电路
显示电路为LCD液晶屏显示方式,采用专用显示驱动芯片,能减轻CPU的工组负担,保证系统工作的稳定性和可靠性。
红外遥控接收电路选用专用遥控芯片,该芯片接口简洁,可靠性高,按键组合灵活。
2.2.5 通讯电路
该分站设有三个电口、两个光口、和四个RS485接口,RJ45电口与光端机或交换机通讯,光口与光端机或交换机通讯,一路RS485与电源箱通讯,三路RS485与数字型传感器通讯。与数字型传感器的最大通讯距离为6km。
三 主要技术参数
3.1 环境条件
3.1.1 分站在下列条件下应能正常工作:
    a)环境温度:0℃~+40℃;
    b)相对湿度:≤95%(+25℃);
c)大气压力:80kPa~106kPa;
d)有爆炸性气体混合物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体的场所。
3.1.2 分站应能承受下列最恶劣的贮运条件:
a)高温:60℃;
b)低温:-40℃;
c)相对湿度:≤95%(+25℃);
d)振动:加速度50m/s2;
e)冲击:峰值加速度500m/s2。
3.2 供电电源
额定工作电压:DC18V;工作电流:≤500mA(由KDW660/24B(X)、KDY660/18B(X)矿用隔爆兼本安型直流电源提供)。
3.3 基本功能
3.3.1 分站具有与交换机双向通讯及工作状态指示功能。
3.3.1 分站应具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、二氧化碳、温度等模拟量采集及显示功能。
3.3.3 分站应具有馈电状态、风筒开关、设备开停、风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能。
3.3.4 分站具有瓦斯抽放的模拟量采集功能,累计量计算显示功能由主机完成。
3.3.5 分站具有下列控制(含断电和声光报警,断电由外接断电控制器完成,声光报警由传感器或声光报警器完成)功能: 
a)甲烷浓度超限声光报警和断电/复电控制功能:
甲烷浓度达到或超过报警浓度时,声光报警(声光报警由传感器或声光报警器完成);
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;
与闭锁控制有关的设备(含分站、电源、甲烷传感器、断电控制器等)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:
掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.0%CH4时,声光报警;掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.5%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1.0%CH4时,自动解锁;
掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过1.0%CH4时,声光报警,同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;当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于1.0%CH4时,自动解锁;
被串掘进工作面入风流中甲烷浓度达到或超过0.5%CH4时,声光报警,同时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;当被串掘进工作面入风流中甲烷浓度低于0.5%CH4时,自动解锁;
局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时,声光报警,同时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;
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3.0%CH4时,应对局部通风机进行闭锁使之不能起动,只有通过密码操作App或使用专用工具方可人工解锁;当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5%CH4时,自动解锁。
与闭锁控制有关的设备(含分站、电源、甲烷传感器、断电控制器等)故障或断电时,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1min内,应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。严禁对局部通风机进行故障闭锁控制。

3.3.6 分站应具有初始化参数设置和掉电保护功能。初始化参数可通过主站或遥控器输入和修改。
3.3.7 分站应具有自诊断和故障指示功能。
3.3.8 分站应具有外接备用电源(由KDW660/24B(X)、KDY660/18B(X)矿用隔爆兼本安型直流电源提供)。当电网停电后应能对甲烷、风速、风压、一氧化碳、局部通风机、开停、风筒状态等主要监控量继续监控。
3.4 主要技术指标
3.4.1 信号制
3.4.1.1 数字量
数字型信号:采用RS485传输,波特率:4800bps。
3.4.1.2 控制量
电平型信号:输出高电平时应不小于3V(输出电流为2mA时),输出低电平时不大于0.5V。
无源接点型信号:截止状态输出时,漏电阻不小于100kΩ;导通状态输出时,电压降不大于0.5V(灌入电流为2mA时)。
3.4.2 模拟量输入处理误差不大于0.5%。
3.4.3 控制实行时间
分站甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制实行时间不大于2s。
3.4.4传输性能
3.4.4.1 分站通讯方式及速率
a)分站与中心站的传输方式及速率:工业以太网,10M/100M自适应;
b)分站到传感器的传输方式及速率:RS485,4800bps;
c)分站到电源箱的传输方式及速率:RS485,4800bps。
3.4.4.2最大传输距离
a) 传感器及断电控制器至分站之间:6km(采用MHYVRP通信电缆:截面积不小于1.5 mm2;分布参数R≤12.8Ω/km、L≤0.8mH/km、C≤0.06μF/km)。
b) 分站至交换机之间:10km(采用MGTS矿用阻燃通光缆);
c) 分站至交换机之间:100m(采用MHYVRP通信电缆:截面积不小于1.5 mm2)。
3.4.5 最大监控容量
16路数字传感器信号输入,8路控制量信号输出(无源接点型信号4个、电平型信号4个)。
3.4.6 备用电源连续工作时间
 电网停电后,备用电源连续工作时间≧4h。
3.5 分站的本安参数:
Ui:18.5V  Ii:500mA  Ci:0uF           Li:0mH
四 安装和调试
本分站的安装应设置在便于人员观察调试、检验及支护良好,无滴水、无杂物的进风巷道或洞室中,安装时放置在KDW660/24B(X)、KDY660/18(X)矿用隔爆兼本安型直流电源之上,使其离巷道底板不小于300mm处。为防止甲烷超限断电,切断分站的供电电源,KDW660/24B(X)、KDY660/18(X)矿用隔爆兼本安型直流电源的电源输入必须取自于被控开关的电源侧,严禁接在被控开关的负荷侧。
五 使用方法
5.1 确定与稳压电源、传感器连接无误后,通电,用遥控器根据实际使用情况对分站进行设定。
5.2 设定完成后退出设定界面。
5.3 投入使用。
六 使用维护注意事项
6.1 设备在使用前首先核实井下的电压等级是否适用于本设备,若不一致,应进行相应的调整。
6.2 设备为矿用本质安全型产品,在井下使用时应按照煤矿安全规程进行操作。
6.3 维护及保养人员必须认真阅读《使用说明书》及熟悉有关电路图,熟悉电源箱的内、外结构。
6.4 产品只能与说明书中规定的产品连接使用,与其他设备连接时须经防爆检验。
6.5 下井前,要检查防爆面是否完好和喇叭口内的密封圈是否与所用电缆相吻合。使用时,必须指定专业人员负责电源箱的日常维护和保养,维护及保养人员应定期检查监控分站的接线是否可靠,箱盖螺丝是否紧固等。
6.6 检修时不得随意更改产品(及其关联设备的)元器件的参数、规格、型号。
6.7 设备不使用时,要给防爆面涂油,并经常检查防爆面是否完好。
6.8 设备安装在井下时,要放在无淋水尽量干燥的地方。
6.9 设备开盖前要先断电,严格按照煤矿操作规程来操作。
6.10 要定期检查设备的完好性。
6.11 不准用电缆接地芯线作本安控制回路。
七 常见故障判断及处理
7.1 所有本质安全性电源均无输出时,首先检查交流是否正常,保险管是否完好,接插头是否松动。
7.2 当其中某一路出现无输出现象时,应更换该路电源板。
7.3 当无法实现断电时,首先要分清故障是开关故障还是设备故障。断电命令发出后,继电器动作为开关故障,继电器不动作为设备本身故障。

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