1 概述
KJ113-F礦用傳輸分站(以下簡稱分站)是一種允許在煤礦井下爆炸性環境中正常使用的礦用本質安全型設備。可掛接多種傳感器,能對井下多種參數諸如頂板壓力、錨桿(索)應力、頂板位移、圍巖應力等傳感器進行連續監測,同時將監測到的各種環境參數、設備狀態傳送到地面中心站,并執行中心站發出的各種命令,及時發出報警。
2 適應的環境條件
a) 環境溫度:0℃~40℃;
b) 平均相對濕度:不大于95%(25℃);
c) 大氣壓力:80kPa~106kPa;
d) 煤礦井下有瓦斯,煤塵爆炸危險的環境;
e) 無強烈震動和沖擊的地方;
f) 無破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的地方。
3 基本功能
3.1 分站具有與傳輸接口雙向通信及工作狀態指示功能;
3.2 分站具有頂板壓力、頂板位移、錨桿(索)應力、圍巖應力等模擬量采集及顯示功能;
3.3 分站具有饋電狀態、開停狀態等開關量采集及顯示功能;
3.4 分站具有初始化參數設置和掉電保護功能。初始化參數可通過中心站軟件輸入和修改;
3.5 分站具有無線信號采集功能,可以直接采集無線壓力傳感器測量數據;
3.6 分站可以連接無線信號采集器,無線信號采集器接收無線傳感器數據,通過有線把傳感器數據傳輸給分站;
3.7分站具有備用電源,當電網停電后,對頂板壓力、頂板位移、錨桿(索)應力、圍巖應力等主要監控量繼續監控。
4 主要技術指標
4.1 供電性能
a)工作電壓:直流9V~24V
b)最大工作電流:≤200 mA
4.2信號傳輸
4.2.1 分站與傳輸接口
a) 接口數量:1個;
b) 傳輸方式:主從式,異步,半雙工RS485信號;
c) 傳輸速率:2400bit/s;
d) 信號工作電壓峰峰值:2V~12V;
e) 信號工作電流峰峰值: ≤100mA;
f) 傳輸距離: ≥10km(使用MHYV 2×2×1.5mm2型礦用通訊電纜)。
4.2.2 分站與有線傳感器、采集器
a) 接口數量:2個;
b) 傳輸方式:主從式,異步,半雙工RS485信號;
c) 傳輸速率:2400bit/s;
d) 信號工作電壓峰峰值:2V~12V;
e) 信號工作電流峰峰值: ≤100mA;
f) 傳輸距離: ≥2km(使用MHYV 2×2×1.5mm2型礦用通訊電纜)。
4.2.3 分站與無線傳感器
a) 工作頻率:2.42GHz ±0.01GHz;
b) 接收靈敏度: ≤-85dBm;
c) 調制方式:O-QPSK,基于ZigBee協議;
d)最大無遮擋識別半徑: ≥100m;
4.3 分站最大監控容量
每臺分站可接入64個測點數據。有線壓力傳感器、位移傳感器內部都有2個測量裝置,因此每個傳感器按2個測點計算,其他傳感器按1個測點計算。
5 主要結構特征與工作原理
5.1分站外形尺寸及重量
a)外形尺寸(長×寬×高):420mm×276mm×80mm;
b)分站外殼材質為不銹鋼,整機重約4kg。
圖1 分站外形圖
5.2 工作原理
分站是一個以基于ARM內核的32 位嵌入式微控制器為核心的嵌入式控制系統。主要由32 位微控制器、DC/DC 電源轉換隔離電路、遙控及顯示電路、RS485通訊電路、無線收發電路等組成。
分站通過RS485通訊接口接收有線傳感器測量數據,同時通過無線模塊接收無線傳感器測量數據。
分站采用RS485通訊方式與上位機監控軟件進行雙向通訊。工作時,根據各輸入通道上所掛接的傳感器類型,把所采集到的數據和狀態信息發送到上位監控軟件進行處理。
6 安裝與接線
6.1 使用方法
a) 將分站提手牢固可靠地掛于掛鉤上。
b) 分站兩側的8個喇叭嘴用于連接有線傳感器、采集器的RS485通信線纜。
c) 分站下側的兩個喇叭嘴用于連接主傳輸RS485通信線纜。
d) 分站下側的航空插座連接到礦用本安電源。
e) 設置、校對所安裝分站的地址碼。
f) 安裝完成后,蓋上外殼的蓋子并擰緊螺絲。
6.2 接線
分站共12個接線端子,左右各四個,是連接有線傳感器或采集器的接線端子。下面4個從左到右分別是主傳輸RS485端子1,分站的電源端子(內部測試用),分站、傳感器的電源輸入端子,主傳輸RS485端子2。具體如下圖3所示。
6.3 電源航空插座的接線
電源插座出廠時已經接好,表示意義如表1。
表1 電源航空插座接線表
線序 | 線色 | 標號 | 備注 | 線序 | 線色 | 標號 | 備注 |
1 | 紅 | +12V | 12V電源輸入 | 7 | 藍 | BAT_IN | 電池狀態輸入 |
2 | 白 | GND_0 | 8 | 灰 | GND_0 |
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3 | 棕 | 18V_1 | 第1路18V電源輸入 | 9 | 黃 | BAT_OUT | 電池控制輸出 |
4 | 紫 | GND_1 | 10 | 黑 | GND_0 |
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5 | 綠 | 18V_2 | 第2路18V電源輸入 |
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6 | 橙 | GND_2 |
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圖3 分站接線圖
6.4 主傳輸終端電阻
每臺分站均設有傳輸終端電阻。只有當分站位于節點末端時,才需要使用該終端電阻。原則上一個網絡只在頭尾兩個末端使用終端電阻。終端電阻使用太多,將加大傳輸網絡的負載,影響傳輸的可靠性。
分站終端電阻的選擇跳線為B1。B1選擇“on”時選用終端電阻,B1選擇“off”時不選用終端電阻。
6.5 遙控器的使用
配套的FYF3型遙控發送器外形如下圖4所示,同時按遙控發送器上的“”、“
”鍵
進入遙控方式,按“功能”鍵進行功能的選擇,按“”、“
”可以進行參數調整。具體操作方式見下表2。
圖4 遙控器外形圖
表2 遙控器操作方式表
按鍵 | 操作內容 |
功能鍵 | 選擇下一級菜單 |
上 | 被選擇內容的增加或向上選擇 |
下 | 被選擇內容的減少或向下選擇 |
上、下鍵同時按 | 進入或退出調整模式 |
S1、S2鍵同時按 | 退出調整模式 |
7 液晶顯示及LED指示功能說明
分站具有液晶顯示功能,能顯示分站的地址、環境溫度、時間和當前分站配接的傳感器信息。分站還具LED指示功能,從上到下的4個指示燈具體指示含義如下:
主傳輸 RS485 接收指示燈,閃爍表示接口收到數據,滅表示沒有;
主傳輸RS485 發送指示燈,閃爍表示接口發出數據,滅表示沒有;
無線收發指示燈,閃爍表示收到數據,滅表示沒有;
輔通信RS485通訊接口接收指示燈,閃爍表示收到數據,滅表示沒有。
8 注意事項
8.1 注意正確接線,以免損壞設備。
8.2 接線前應明確分站接入信號的制式和接入信號的類型。
8.3 本安產品不得隨意與其他未經過聯檢的設備連接。
8.4 在煤礦井下嚴禁隨意拆卸、檢修,非專業人員請勿隨意檢修。
8.5 維修時不得改變本安電路和與本安電路有關的元器件的電氣參數、規格和型號。
9 故障分析與排除
常見故障處理與維修見表3。
表3
序號 | 故障現象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 分站液晶屏不亮 | 電源箱沒有輸入電壓 | 檢查供電設備和電源線 |
分站電源電路壞 | 更換電路板 | ||
液晶壞 | 更換液晶 | ||
2 | LED1不亮 | 接收不到上級計算機命令 | 檢查線路 |
3 | LED1亮,LED2不亮 | 分站地址錯誤 | 檢查分站地址 |
10 運輸、貯存
10.1 運輸
包裝后的分站,在避免雨雪直接淋襲的條件下,可適用于水運、陸運及空運等各種運輸方式。
10.2 貯存
包裝后的分站能在溫度為-10℃~+40℃,相對濕度不大于90%的環境中貯存12個月以上。
11 附件及資料
使用說明書 1份
產品合格證 1份
裝箱單 1份
遙控器 1只