KJG型分站使用简介.doc

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1、底皿测捏VKJ2007G3第一章概述KJ2007G3井下分站是一种自带防爆电源的分站，为煤矿爆炸性气体环境用防爆电气设 备。该产品采用分箱式一体化结构，上部为本安型分站箱，由本安外壳、一块分站主板、 一块显示板、一块通讯板组成；下部为隔爆兼本安型电源箱，由隔爆外壳、一块充电断电 板、一块+12V板、三块+21V板、一块接线板、一个线性变压器、2节12V/4AH蓄电池组 成。分站、电源合二而一，安装使用非常方便。KJ2007G3井下分站在设计上采用了先进的单片机技术，结构简单但功能强大。除了可 配接煤矿常用的各种制式普通传感器， 还提供标准的RS485通讯接口，可以接智能开停传 感器及其他智能设

2、备。分站带有数码显示窗口，可动态实时显示分站所接传感器监测数据 及状态，由于分站中有掉电不丢失存储器保存中心站下发的初始化数据，即使与中心站失 去联系仍能实现监测及监控功能。该分站当交流电源停电的瞬间，电源箱内蓄电池无间断 投入供电，保证分站和该分站所接的传感器继续正常工作。KJ2007G3井下分站和电源箱及各种传感器、 断电器等配套设备组合在一起，在中心站 的管理下实现对矿井环境参数及工况参数的监测与控制。该分站与系统连接时，通过中心 站的定义，既可以作为一台普通分站，监测井下的模拟量、开关量，瓦斯超限时，发出报 警、断电控制信号；也可以作为一台风电瓦斯闭锁分站，实现煤矿安全规程规定的风 电

3、瓦斯闭锁功能。该分站（不接系统）单独使用时，可以作为独立的一台风电瓦斯闭锁装 置或瓦斯断电仪，当瓦斯超限时，起到断开井下电源或风电瓦斯闭锁作用。1KJ2007G3CHANG CHENGMAC第二章原理第一节分站工作电气原理KJ2007G3井下分站是以单片机为核心处理器的微机系统，分站部分电路共有3块印刷 电路板组成：1块分站主板、1块显示板和1块通讯板，显示板和通讯板采用插板的方式 和分站主板连接。数据采集和控制电路集中在主板上；显示板用于显示分站监测到的各种 参数及控制量状态、电源状态、通讯状态；通讯板用于分站与地面中心站主机的 CAN BUS 通讯。为减小分站体积，采用紧凑的一体化结构。分

4、站的连接方式如图2.1所示：显示板4CAN通讯接口4h-RS485接 口k备用接口4风电瓦斯闭锁 解锁装置电源箱3图2.1分站连接方式示意图）长皿测控ImchengKJ2007G3第三章功能及主要技术参数1. 分站容量模拟量输入：18路均可接入频率型（2001000Hz）传感器。通过跳线第58路可 接入15mA电流型传感器，且和频率型传感器可混接可互换；开关量输入：开关型、触点型均可，和模拟量输入可以混装，不多于 8路；模入+开入为8点，模入和开入可以互换。RS485接口： 1路带光电隔离RS485总线接口，可接智能开停传感器；控制量输出：4路，继电器触点型或电平型输出，作风电瓦斯闭锁装置时可

5、扩展第5路电平型输出。2. 模拟量输入信号类型频率型：2001000Hz （18路）；电流型：15mA （58路，如果是第7、8路，还可以接入420mA）；3. 开关量输入信号类型开停传感器：-5mA/0/5mA （限14路，输入具有查断线功能）；0/1mA/5mA （限58路，输入具有查断线功能）。触点型传感器：触点（18路均可）。4. 分站的断电控制能力14路开出为继电器触点型输出或电平型输出，实现4个远程断电控制。后两路（3、4路）通过跳线可以输出电平到电源箱，实现本地近程断电控制。如有风电瓦斯闭锁需要， 可扩展第5路电平输出。5. 通信速率与距离分站与中心站的通讯速率：5Kbps;最大

6、通讯距离3Km。6. 供电参数分站工作电压：+12V允许电压波动范围：11.3V13.0V分站工作电流：乞450mA第四章使用方法第一节分站接口分站箱体如图4.1所示。分站箱显示窗口隔爆兼本安 电源箱分站电源 入口断电喇叭口 1源电源喇叭口断电喇叭口 2图4.1分站箱体结构图主板结构如图4.2所示。图4.2KJ2007G3井下分站主板结构示意图1. 分站内部输入输出接口X1:双排32孔插槽，显示板插入插座。X3 :三排32孔插槽，通讯板 TLE插入插座。6长皿测控ImchengKJ2007G3）长皿测控I瀛严X5 :双排40针插针，18路输入信号、开出控制信号以及开出反馈连接插座。X6/X8

7、: CAN通信接口插座。X7 : RS485通讯接口（预留）。X9 : 2针插针，主板+12V电源输入接口。X10 : 3针插针，+21V电源输入接口。X11： 6针插槽，分站主板和电源信号接口。X12 : 5针插针，风电瓦斯闭锁的锁连接接口。X13 : 4针插针，主 CPU ISP编程接口。X14 : 4针插针，从 CPU ISP编程接口。X15:纽扣电池盒，正极向上。2. 箱体上输入输出接口Y1 :电源喇叭口，分站箱电源输入口。Y2 :通讯喇叭口 1，RS485通讯输入输出接口。Y3 :通讯喇叭口 2,备用通讯输入输出接口。FSK通讯输入输出接口。X21 :19芯密封航空插头座，模入1 口

8、,X22 :19芯密封航空插头座，模入2 口,X23:10芯密封航空插头座，开出1 口,X24 :10芯密封航空插头座，开出2 口,X20: 4芯密封航空插头座，通讯口,14路传感器信号输入接口。58路传感器信号输入接口。12路开出信号及其反馈信号输入输出接口。34路开出信号及其反馈信号输入输出接口。X25:风电瓦斯闭锁解锁开关，需用专用工具才能进行解锁。第二节分站号设定每个分站的标识（分站号）由板上所带的8位拨码开关S52决定，有效的分站号为 199,同一个系统中不应该有两个相同分站号的分站。参见图4.3。7ON12345678图4.3拨码开关图开关键置于 ON时相应位的数值为 0，置于OF

9、F时数值为1。拨码开关共8个键，从18编号，8 为高位，1为低位，按BCD拨码。如表4.1所示。表4.1拨码开关位码值对应表拨码开关位12345678码值124810204080开关标识OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF如图4.4的开关标识：OFF ON ON OFF ON ON ON ON,此拨号对应为 9号分站（分站号=1 X 8+1 X 1）。ON12345678图4.4拨码开关图实例1如图4.5的开关标识：OFF ON ON ON OFF ON OFF ON ,此拨号对应为 51号分站（分站号=1 X 40+1 X 10+1 X 1）。/ .ON12345678图4.5拨

10、码开关图实例2第三节分站电源输入隔爆电源箱的本安输出喇叭口直接通到分站本安箱，内装电缆，两头对应焊线。隔爆电源箱内+12V板提供1路+12V本安电源，通过2芯插头连接分站主板的 X9。隔爆电源箱内给模入量、开入量供电的本安电源共有3路21V电源，分配见图4.6。21V1 +直接焊在本安箱左侧壁的航空插座X21上；21V2+直接焊在本安箱左侧壁的航空插座X21和X22 上; 21V3+直接焊在本安箱左侧壁的航空插座X22、X23和X24上，以及对应的分站主板插头为X10上（X10和X7在分站主板上有连接，从而最终21V3+还可以从X7输出）。隔爆电源箱中接充电断电板的6芯插头对应接分站主板X11

11、。第四节模拟量输入1 输入信号源选择KJ2007G3井下分站具有接入 8路输入信号的能力。其中第58路输入信号即可以为从 X22 （模入2 口）输入的普通传感器信号，也可以为从X23 （开出1 口）、X24 （开出2 口）输入的断电器反馈输入的开停传感器信号。入的传感器制式有所不冋：14路可接入4线（电源+，信号+，信号-，电源地）或3线制传感器（电分站为了满足不同用户的需要,14路（对应 X21 ）和58路（对应 X22或X23、X24）可以接源+，信号，电源地），对应类型为频率型模拟量传感器，触点型或-5/0/5mA开关量传感器；58路只可接入3线制传感器，对应类型为频率型或电流型模拟量传

12、感器，触点型、0/1/5mA开关量传感器。2. 接频率型传感器X21 （模入口 1）可接入第14路频率型传感器。X22 （模入口 2）可接入第58路频率型传感器。 第一步：中心站定义相应测点的“传感器型号”为模拟量，并选择对应的频率型传感器；第二步：第14路接入频率型传感器，S9-S12 （分别对应14路）中对应通道须拨“ B ”；第58路接入频率型传感器，S5-S8 （对应58路）中接入频率型传感器的通道须拨“A ”，同时S9-S12 （分别对应14路）中对应通道须拨“ B ”。第第1 +第第1-第第2-21VG1第第3-21V2+第三步：参照图 4.84.9接入传感器。拨码方式详见 主板跳

13、线说明 和附表2;21VG1第第2+21V1 +第第牛一 第第4+ 第第3+图4.8 X21 （模入1 口）接线图注：如果S61-S64 （分别对应14路）短接，则对应的模入1-、模入2-、模入3-、模入4-分别对电源地短接（等同于21VG1 ），此时可按三线制接线方式接线。3. 接电流型传感器X21 （模入口 1）不能接入电流型传感器；X22 （模入口 2）可接入第58路电流型传感器。第一步：中心站定义相应测点的“传感器型号”为模拟量，并选择对应的电流型传感器；第二步：拨码开关 S5-S8中接入电流型传感器的通道应拨“B ”；第三步：如果第7路接入的是420mA制式的电流型传感器，相应的S3

14、9必须拨“B”，否则拨“A”;13如果第8路接入的是420mA制式的电流型传感器，相应的S40必须拨“ B”，否则拨“ A”;第四步：参照图 4.9接入传感器。拨码方式详见 主板跳线说明 和附表2；注：接入第五节X22的传感器按三线制接线方式接线。如果是两线制电流型传感器，接21V电源正和信号正即可。开关量输入1 断电器反馈信号输入KJ2007G3井下分站输入的8路开关量信号中的第 58路输入信号即可以为从 X22 （模入1 口） 输入的普通传感器信号，也可以为从X23 （开出1 口）、X24 （开出2 口）输入的断电器反馈信号。详见控制量输出图4.104.11。2.接-5/0/5mA电流型开

15、停传感器KJ2007G3的X21 （模入口 1）可各接入4路四线制-5mA/0/+5mA三态开停传感器。第一步：中心站定义相应测点类型为“开关型”，传感器型号对应通道选“ -5mA/0/5mA ”开关量传感器；第二步：因为接入的是四线制传感器，S61-S64 （分别对应14路）所对应的通道跳线应该断开。第三步：拨码开关 S9-S12 （对应14路）中接入传感器的通道应拨“B ”，同频率传感器；第四步：接线方式参看图4.8。拨码方式详见 主板跳线说明 和附表2;3 .接0/1/5mA电流型开停传感器KJ2007G3的X22 （模入口 2）可各接入 4路信号制式为 0/1mA/5mA的三态开停传感

16、器。第一步：中心站定义相应测点类型为“开关型”，传感器型号选对应制式的开关量传感器；第二步：拨码开关 S5-S8中接入开关量传感器的通道应拨“B ”，同电流型传感器；第三步：接线方式参看图4.9。拨码方式详见主板跳线说明和附表2；4. 接触点型传感器KJ2007G3的X21、X22 （模入口 1和2）可各接入4路触点型传感器。第一步：中心站定义相应测点类型为“开关型”，传感器型号选对应制式为触点型传感器；第二步：如果是接入的是14路，对应的S61-S64跳线应短接，同时拨码开关 S9-S12中对应通道须拨“ A”；如果接入的是58路，S5-S8中接入触点型传感器的通道须拨“A ”，同时拨码开关

17、S13-S16KJ2007G3中对应通道须拨“ A ”;第三步：接线方式参看图4.94.10。拨码方式详见 主板跳线说明 和附表2;第六节控制量输出KJ2007G3井下分站的开出14路输出控制信号，从 X23 （开出口 1）、X24 （开出口 2）输出，同 时还可从X23、X24接入控制输出状态的反馈信号。图4.10为X23输出第12触点信号和接入第12路反馈信号接线图。注意输出电平信号时，只从开出1A和开出2A输出，开出1B和开出2B悬空，应配合12V地线使用。作风电瓦斯闭锁分站使用时，还可输出第五路电平信号Vout5 （高电平为5V，低电平为0V，配合1512V地使用）控制声光报警器报警。

18、2 112V 第第第第第2第第第6+第87第第2BJ10第第2AVout5421V3+第第1B第第1A12V第第第第第1（第第5+）9图4.10X23 （开出口 1）接线图图4.11为X24输出第34触点信号和接入第 34路反馈信号接线图。注意输出电平信号时，只从开出3A和开出4A输出，开出3B和开出4B悬空，应配合12V地线使用。Vout6备用。12V地开出4B开出4AVout6（备用）开出3B开出3A212V地453反馈信号:（模入7+）321V3+反馈信号4（模入8+）图4.11X24 （开出口 2）接线图1 触点信号输出S33S34拨“ B ”时对应开出第12路输出触点信号；S35和S

19、37全拨“ B”时对应开出第 3路输出触点信号；S36和S38全拨“ B ”时对应开出第 4路 输出触点信号；当各路输出触点信号时，分站不送电或送电数秒（一般为30s）内继电器的状态如下所示：拨码开关S21S24拨为“ A”时，对应第14路继电器输出为常闭输出（ 常闭输出指分站无电时 继电器输出状态为闭合，如有失电闭锁需要，分站上电30s后继电器动作，对应继电器断开）；拨码开关S21S24拨为“ B”时，对应第14路继电器输出为常开输出（ 常开输出指分站无电时 继电器输出状态为断开，如有失电闭锁需要，分站上电30s后继电器动作，对应继电器闭合）。2 电平信号输出S33S34拨“ A”时对应开出

20、第12路输出电平信号（高电平 +5V，低电平0V ）到X23 ;S35拨“ A ”对应第3路输出电平信号：S37拨“ A ”时输出电平信号经过 Y1到电源箱，实现近程 断电控制；S37拨“ B”时输出电平信号到 X24，为远程断电控制。S36拨“ A ”对应第4路输出电平信号：S38拨“ A ”时输出电平信号经过 Y1到电源箱，实现近程 断电控制；S38拨“ B”时输出电平信号到 X24，为远程断电控制。当各路输出电平信号时，分站不送电或送电数秒（一般为30s ）内输出电平的状态如下所示：拨码开关S29-S32拨为“ A”时，对应14路电平输出在分站上电瞬间为低电平输出（如有失电闭锁需要，分站

21、上电 30s后对应路输出反向，输出为高电平）。拨码开关S29-S32拨为“ B ”时，对应14路电平输出在分站上电瞬间为高电平输出。4.12所示:第七节主板跳线说明主板每个拨码开关实现对某一路信号的选择控制，拨码开关的方向统一定义如图图4.12拨码开关定义1 传感器类型选择拨码1） 第14路接入触点型传感器时：对应通道的S9-S12拨“ A ”，同时对应通道的 S61-S64应短接。2） 第14路接入-5/0/5mA传感器时：S9-S12对应通道拨“ B”，同时S61-S64对应通道断开。3） 第14路接入频率型传感器（2001000Hz或2002000Hz ）传感器时：对应通道的S9-S12

22、拨“ B ”。（注：如果S61-S64对应通道短接，则相应传感器制式为3线制；如果对应通道的 S61-S64断开，则相应传感器制式为4线制，需要连接传感器的信号-。）4） 第58路接入触点型传感器时：对应通道的S5-S8拨“ A ”，同时对应通道的 S13-S16拨“ A ”。5） 第58路接入频率型传感器时：对应通道的S5-S8拨“A”，同时对应通道的 S13-S16拨“B”。6）第58路接入电流型传感器（15mA）或三态开关型传感器（0/1mA/5mA ） : S5S8对应拨 码开关拨“ B”，S39-S40对应拨“ A”。如果第78路接入的是420mA电流型传感器，S5S8对应 拨码开关

23、拨“ B ”后，S39-S40对应拨“ B ”。长皿：则控ImachengKJ2007G32.控制量输出跳线1）电平输出：S33、S34拨为“ A”时：对应第1、2路控制输出为电平量。S35、S36 拨为“ A ”时：S37S38拨“ A”时第34路为近程断电控制，从 Y1 （电源本安喇叭口）输出电平量到电源箱； S37S38拨“ B ”时第34路为远程断电控制，从 X24 （开出口 2）输出电平量到外接断电器。拨码开关S29-S32拨“A”时：对应14路输出电平在分站送电数秒（一般为10s）内的状态为低电平输出（如有失电闭锁需要，分站上电30s后对应路输出反向，输出为高电平）。拨码开关S29

24、-S32拨“ B”时：不使用此拨码方式。2）触点输出：S33、S34拨码开关拨为“ B”时：对应第1、2路控制输出为触点量。S35、S36拨码开关拨为“ B”时：S37S38应拨“ B”，对应第34路输出触点信号到 X24 （开出2 口）。拨“ A”时无输出。拨码开关S21S24拨“ A”时：对应第14路继电器输出在分站不送电或送电数秒（一般为 10s） 内为常闭输出（如有失电闭锁需要，分站上电30s后继电器动作，对应继电器断开）；拨码开关S21S24拨“ B”时：对应第14路继电器输出在分站不送电或送电数秒（一般为 10s） 内为常开输出（如有失电闭锁需要，分站上电30s后继电器动作，对应继

25、电器闭合）。3）开出反馈显示：拨码开关S25-S28拨“ A ”时：对应14路输出反馈状态指示灯在分站送电数秒（一般为10s）内为灭（分站上电30s后，如果继电器动作则对应路指示灯亮）。拨码开关S25-S28拨“ B ”时：对应14路输出反馈状态指示灯在分站送电数秒（一般为10s）内为亮（分站上电30S后，如果继电器动作则对应路指示灯灭）。16KJ2007G3S21-S24Ao尢电或上电瞬时触点闭合，30s后如有失电闭锁需要触点断开I1-4路触点（断开/闭合）卜0-TB 1尢电或上电瞬时触点断开，30s后如有失电闭锁需要触点断开|图4.15开岀拨码输岀制式选择示意图1-4路电平（0/5V ）S

26、29-S32A上电瞬时低电平,30s后如有失电闭锁需要输出高电平上电瞬时高电平（不用）S33/S34A1/2路o1-*i i1电平（0/5V）触点（断开/闭合）S37/S38Ao近程断电：输出到电源箱|远程断电：输出到X24开出口3/4路o B触点（断开/闭合）S35/S36A电平（0/5V）S37/S38Ao 输出到电源箱（不允许！）J1-4路o指示灯S25-S28上电瞬时点亮继电器动作熄灭输出到X24开出口A上电瞬时熄灭继电器动作后点亮（推荐使用）第八节分站显示说明显示板固定在分站箱体正面,显示数据可以通过显示窗口观察。显示板为数码管显示，包含4个开出状态指示灯，2个通讯状态指示灯，1个分

27、站，1个红外接收器,7个8段数码管组成。显示板与主板采用插板方式连接，可循环显示由分站所监测的8路模拟量输入和16路智能型传感器输入数据，4路控制量输出状态，当前通讯状态以及电源供电状态，同时可以接收红外遥控器的发射信号。显示内容如图4.16所示。OOOO12 3 43 3 3 3 V V V Vj1 C3 J 0 0 0 0 D0 cn czr czr d o o n o o cz? o o a o第第第第第第第第第第第 第第第第rIrno ? 0 OQ 0 0 1 CZ? C3 cz? ODUOOUnD czroaocztocnoJ/ I第第第第 第第第.第.第 .第 第 第 第V38V3

28、5第第第第第第V36第第V37第第第第图4.16显示窗口包含的内容1 分站号显示分站上电后的第一屏，显示当前分站的分站号，7位数码管显示：例-FH-21-（此处假设地址拨码开关拨码为21）。2 输入显示第1个和第2个数码管（左边）所显示内容表示当前第几路输入（通道号）。第1到第12路依次为:01, 02, 03, ., 12。注意第13屏同时显示了 4路（第13、14、15、16路）开关量的状态，第7个数码管显示内容表示当前传感器的类型。如果是分站为直流供电，该位的小数点还会不断闪烁。传感器的类型定义如下：S 无定义；F 2001000Hz频率量；P 2002000Hz频率量;A1 5mA 或

29、 4 20mA 电流量；b0/5mA , 0/1mA/5mA 或 0/5mA/10mA ; C 触点量；E智能开停量（只限后 8路）；h智能甲烷量（只限后 8路）。当某一路的输入是 15mA电流型模拟量时，中间4个数码管用户根据定义的量程显示其实时值（如：第 6路输入0.0123%瓦斯，显示为“061.230A”。当某一路的输入是_2001000Hz频率型模拟量时，中间4个数码管用户根据定义的量程显示其实时值（如：第8路输入0.0245%瓦斯，显示为“82.450F”。当输入为开关量，4个数码管显示对应为：LLLL 表示设备停；dddd表示设备断线；HHHH 表示设备开；当该路未定义为任何类型

30、的输入，4个数码管则显示。第13屏的4个数码管每个都对应一路开关量状态，从左到右依次对应第13通道、第14通道、第15通道和第16通道的开关量状态：L 表示设备停；d表示设备断线；H 表示设备开； 一表示未定义。3. 开出显示开出显示灯（发光二极管）位置如图4.16所示，从上至下依次为：V31V34分别对应第14路开出控制显示。显示灯可以设置为常亮或常灭模式。4. 通讯显示显示板V35 （黄灯）亮，分站处于发送数据状态；V36（绿灯）亮，分站处于接收数据状态。分站无通讯时，两灯均不亮。5. 分站电源指示如图4.16, V37是电源指示灯，分站开机，指示灯亮，关则熄灭。分站为直流供电时，最右边一

31、位数码管的小数点不断闪烁，直至分站恢复为交流供电状态。6. 其他指示第一个数码管的小数点亮表示分站为非失电闭锁分站，分站不具备失电闭锁功能。 第二个数码管的小数点亮表示分站为风电瓦斯闭锁分站，分站具备风电瓦斯闭锁功能。 第七个数码管的小数闪点表示分站为直流供电。第九节分站通讯板设置方法1. 通讯板跳接线设置通讯板上S3决定CAN BUS通讯线120欧姆终端电阻是否有效，短接时终端电阻有效。2. 分站通讯接线方式CAN总线接入分站的 X20通讯口，接线方式如图 4.17所示。注意CAN通讯线是双线有极性的, 连接时如果方向接反，将无法通讯。预留预留图4.17X20 （通讯口）接线图同一段CAN总

32、线上终端电阻应有两个，其一接在主干电缆的末端三通上或者在末端分站内部的通讯板上（跳线即可），另一个在交换机的CAN适配卡上（跳线即可）。D长皿测控Imcheng终端电阻的作用是吸收信号线上电脉冲的多余能量，防止反射形成信号混淆，而信号混淆将导致通讯错误。频繁的通讯错误，会导致 CAN总线重置。如此循环将使 CAN总线根本无法正常通讯。最远端分站上 的终端电阻跳图4.18 CAN总线终端电阻配置图20CAN总线主干电缆应从头至尾为一根“直肠子”，不允许较长的分支。具体来讲，三通左右两端 用于连接主干电缆，丁字端只能连接CAN节点，而不能接入主干电缆。尤其在主干分支达到相当长度时，CAN总线必定出

33、现通讯不稳定现象。此时只能取消主干电缆分支。正确的做法是：首先将三通接头布置在应安装的CAN节点附近，然后将主干电缆走线至各三通接头互连，而所有三通丁字端只用于连接CAN节点。检查主干电缆是否有螺丝松动，引起接触不良现象主干电缆的芯线与插头的连接是靠小螺丝固定的，如果某一根线螺丝未上紧，接触不良也会出现总线通讯超时或某一个传感器超时现象，此时通讯时好时坏，当出现某一个传感器超时现象时，应注意检查对应节点的插头，有无线头螺丝未上紧的现象， 并排除故障。第第第第CAN第第第第第第 第第第第第第第第120第第第第第120第第图4.19 CAN总线井下布线图3 通讯状态显示通讯板上左侧有两个双色灯。若CAN通讯正常，则通讯灯 V1交替闪烁；若分站处于通讯接收状态，则通讯灯 V2交替闪烁。若 V1和V2同时常亮，则表示 CAN通信信号不正常。