KXH16矿用本质安全型可编程控制器.docx

KXH16矿用本质安全型可编程控制器.docx

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KXH16矿用本质安全型可编程控制器

技术协议

甲方：

乙方

甲方购买乙方矿用带式输送机保护装置KHP257两套，通过甲、乙双方协商，达成技术协议如下：

一、概述

本着用户需求及产品先进、安全可靠、可扩展性的原则，我们计划选用KHP257煤矿用带式输送机保护装置来实现本次带式输送机的控制与保护。

该系统适合于工作面设备、带式输送机的控制以及通信联络；它采用最新的32位处理器技术和CAN总线技术，使得控制的实时性得到了很大的提高；10.4吋彩色液晶显示器，人机界面更加友好，操作更加便利；采用了先进的现场总线技术，数据的传输效率和可靠性更高，同时被控设备可以就近接入系统，大大减少了沿线铺设的电缆的数目，减少了设备安装的工作量。

该系统是目前同类产品中比较先进的。

二、控制对象

1、415米主井皮带：

带长L=1000米，带宽B=米，主电机N=×KW，

驱动方式：

2、1002米皮带：

带长L=1000米，带宽B=米，主电机N=×KW，

驱动方式：

三、主要设备

1、KXH16矿用本质安全型可编程控制器

该设备是保护控制系统的核心，它采用多32位嵌入式微控器，现场可编程技术与现场总线技术，使得系统具有强大的功能和灵活性。

2、DXJ127/16矿用隔爆兼本质安全型电源箱

主要用于给KXH16矿用本安型可编程控制器提供电源，以及将本安信号转换为非安信号、非安信号转换为本安信号。

3、KTK16（A）矿用本安型拉绳急停扩音电话

带有打点,讲话,外线和报警等功能；

自带急停闭锁功能（按急停按钮和拉电缆两种方式）；

自带I/O输入输出功能：

7路本安输入、4路本安输出。

4、KTK16（B）矿用本安型拉绳急停扩音电话

带有打点,讲话,外线和报警等功能；

自带急停闭锁功能（按急停按钮和拉电缆两种方式）。

自带输入功能：

3路本安输入，可就近接入跑偏、纵撕信号。

5、KTK16（C）矿用本安型急停扩音电话

带有打点，讲话，外线和报警等功能；

自带2组旋钮，具有就地启停功能；

自带急停闭锁功能（按急停按钮方式）。

6、KTK16（D）矿用本安型急停扩音电话

带有打点，讲话，外线和报警等功能；

自带急停闭锁功能（按急停按钮方式）.

7、KHJ16矿用本安型拉绳急停闭锁开关

沿线急停闭锁，具有拉绳急停闭锁功能及按钮闭锁功能；

内部提供3路本安接点输入，沿线的跑偏，纵撕等传感器可以就近接入急停闭锁中。

8、传感器

用于皮带保护的传感器有：

KG5007A（T）光速度检测传感器、KGU1型物料探测传感器、KG1007A-2型二级胶带跑偏开关、KGN1-B型矿用本质安全型烟雾传感器、

GVY-2K型矿用本安型胶带纵向撕裂传感器、KG3009-2自动洒水装置等。

四、系统配置方案

该四条皮带各单独配置一台主控制器，实现控制皮带的起停及保护、通话、报警、故障诊断等功能。

具体配置方案如下：

KXH16矿用本质安全型可编程控制器与DXJ127/16矿用隔爆兼本质安全型电源箱，放在皮带机头，控制皮带主电机、闸电机，同时接收电机电流信号以及堆煤、烟雾、温度、压力开关等传感器信号，沿线跑偏和纵斯等传感器就近接入闭锁；从CAN1口通过接插电缆每100米配一台闭锁开关，每200米配一台带闭锁开关的多功能扩播电话。

可实现逆煤流顺序起动和顺煤流顺序停车，且前后设备具有联锁关系。

详细配置清单见设备明细表。

在集控室配置一台工控机作为主站，四套KHP257之间通过485通讯将数据全部打包传输至工控机，在工控机组态软件上显示出来，并且可以在工控机上控制井下所有设备开停。

五、系统特点

1.现场可编程

系统具有现场可编程功能，可现场实时修改监控保护功能。

现场编程时无需PC机支持，并且无需带电开盖，安全可靠。

编程指令与通用PLC的指令类似。

2.总线式供电技术

供电电压：

交流127V，采用沿线总线式供电技术，免去了沿线设备供电的麻烦。

3.设备自动识别技术

可配置各种检测保护装置，系统能自动识别沿线总线类型的检测设备的类型、位置，即插即用，无需设置设备地址值或拨码开关。

4.显示功能丰富

控制器采用10.4寸大屏幕彩色液晶显示（中英文、皮带运行动画显示），实时显示沿线设备运行状况、电机电流及电机超温、沿线故障类型、沿线故障性质和具体位置。

5.人机界面友好

可通过控制面板上的按钮的操作，所有数据和状态都可以轻松查阅，也可通过控制面板上的按钮现场编程，进行系统调试、各种控制操作及参数设置等。

6.完善的报警功能

带有语音报警功能，报警的内容可由用户编辑，报警次数可通过程序设置修改，报警的触发可由用户程序控制。

7.完善的故障处理功能

系统具有自检功能，当有故障时，控制机语音报警并且汉字显示故障，可以同时显示多组故障，可以轻松查阅历史故障。

8.总线式传输

系统主要设备采用CAN总线方式进行信号传输，保证了信号传输的可靠性和时效性。

被控设备可以就近接入系统。

系统单根总线沿线设备无中继传输距离可达2Km,增加中继可以扩展通信距离。

9.快速接插式

沿线设备体积小巧,采用插接信号屏蔽电缆方式,插头、插座用“U”型销快速连接，接插件采用镀金处理，接插件外壳为精铸不锈钢。

10.多功能扩播电话

配置带闭锁开关的多功能扩播电话，具有急停闭锁、沿线打点联络、启动沿线预告、沿线语音扩播通话联络功能。

电话的声音采用自动增益处理，失真度<2dB,声音清晰，响亮。

带有充电电池，停电后可正常通话，待机不小于10小时。

通过扩展一块接口板可实现调度室和皮带沿线的直接通话。

急停闭锁采用拉电缆和急停按钮方式，在控制机上具有故障位置显示功能。

动作后具有程序自锁，需人工复位。

11.丰富的对外通讯接口

系统配置3路RS485/MODBUS通讯接口、2路CAN总线接口，可扩展以太网接口。

可与全矿井自动化平台无缝对接。

12.更换备件简便

采用标准化的元件和模块化的设备设计，以适合设备使用时更换的需要。

13.节省设备投资

系统可以根据需要随意配置本安非安开关量输入输出、频率量输入接口，为用户节省设备的投资。

14.高稳定性

系统稳定可靠，保证生产连续性，可长时间工作。

六、系统功能

1.现场可编程功能；

2.一体化控制：

单控制器可同时控制工作面和多条皮带。

3.控制器完成对胶带运输机/工作面三机启停的控制，控制方式有：

●遥控控制方式：

通过可编程控制器RS485通讯由操作人员远程集中控制中心操作，实现设备流程起停或单机起动；

●自动控制方式：

由现场操作人员在可编程控制器上完成操作，通过“开停”旋钮实现所控设备的联锁起停；

●手动控制方式：

由现场操作人员通过可编程控制器的键盘实现工作面/胶带机各设备单起单停，急停闭锁保护可设置为投入或不投入。

●检修控制方式：

由现场操作人员通过可编程控制器的键盘实现工作面/胶带机各设备单起单停，此时急停闭锁保护为投入状态，即按下任意一台急停闭锁开关，所有设备均立即停机。

1.上、下游设备的硬接点联锁；

2.电源箱带有滤波器，抗波动能力强；

3.10.4寸大屏幕彩色液晶以中英文、动画显示；

4.被控设备运行状态动画、汉字显示；

5.工作面/皮带运行速度显示；

6.电机电流显示（200～1000Hz频率量输入）；

7.当有故障发生时，装置能提供语音报警，液晶显示故障及设备状态，并输出控制信号紧急停车。

8.沿线故障类型、沿线故障性质和具体位置显示；

9.自动识别沿线总线类型的检测设备的类型、位置；

10.皮带机：

急停开关和组合扩音电话沿皮带架纵向交替布置，数量按照急停和组合电话间距100米间隔配置，沿线控制电缆按照100米/根配置。

11.闭锁：

按下闭锁后,强制切断控制输出，以文字的方式显示闭锁位置，并且语音报警；

4.完善的语音报警：

●工作面/胶带启动前的语言报警；

●工作面/胶带停机时的语言报警；

●工作面/胶带保护动作时的保护语言报警；

●工作面/沿线闭锁急停时的语言报警；

5.沿线打点联络、启动沿线预告、沿线语音扩播通话联络；

6.停电后可正常通话，待机不小于72小时；

12.可实现调度室和皮带沿线的直接通话（沿线配置一台带接口板的扩播电话即可，无要求则不配置）；

13.电缆采用井下专用屏蔽拉力电缆，通过按闭锁按钮可实现拉线急停，需人工复位；

14.通过8芯电缆，将音频、闭锁、拉线急停、数字通信、系统供电融为一体。

15.电缆采用不锈钢快速接插件，经过镀金处理，通过U型销连接，强度高，防护好；

16.检测输入信号：

开关量、模拟量（标配200～1000Hz频率量输入口、0～1000Hz计数量输入口，选配4～20mA输入口）；

17.配置3路RS485/MODBUS通讯接口、2路CAN总线接口，可扩展以太网接口。

可与矿井自动化平台无缝对接；

7.程序更改以及参数调整时密码保护功能；皮带保护功能齐全：

●胶带急停保护：

胶带沿线配置急停闭锁开关以及带急停闭锁开关的多功能扩播电话。

急停闭锁开关动作后沿线声光语音报警，停止胶带机运行，可编程控制上以文字的方式显示闭锁位置，并且不再允许启动，需人工复位。

●胶带跑偏保护：

配置KG1007A-2型跑偏开关，当一级跑偏动作时只报警不停车，二级跑偏动作时报警并停车。

能识别沿线跑偏故障的具体位置。

●胶带打滑保护：

当KG5007A（T）型光电速度传感器连续15秒监测到实际带速0.8Vs＞V＞0.3Vs时，实行打滑保护并报警，可选择是否停机。

●胶带断带保护：

当KG5007A（T）型光电速度传感器连续4秒监测到实际速度V＜0.3Vs时，实行断带保护并停机报警。

●堆煤保护：

胶带卸转载处或机头煤仓内安装一台KGU1型物料探测传感器，当发生堆煤时，积煤触及物料探测传感器，使之发生倾斜，传感器动作并报警。

●烟雾保护：

胶带驱动部位下风口处安装一台KGN1-B型烟雾传感器，当胶带和滚筒打滑产生烟雾时，报警，并且控制电磁阀洒水。

●温度保护：

配置温度传感器检测驱动滚筒表面温度以及电机外壳温度。

也可根据客户需求选配专门检测PT100的本安控制器来检测电机预埋的PT100，超温时报警并停机。

●洒水保护：

当发生烟雾故障或者驱动滚筒超温故障时，KG3009-2型自动洒水灭火装置（配电磁阀）自动洒水。

●胶带纵向撕裂保护：

卸转载处安装一台GVY-2K型纵撕传感器，当发生纵斯故障时，控制器报警并急停，能识别沿线纵向撕裂的具体位置。

七、设备简介

1.KXH16矿用本质安全型可编程控制器

该设备为系统的核心设备，采用多32位嵌入式微控器，现场可编程技术与现场总线技术，使得系统具有强大的功能和灵活性。

技术特征：

●采用10.4寸大屏幕彩色液晶，具有动画显示，画面可组态，注释可编辑；

●

四层软件结构：

系统层、编程层、维护层、操作层；

●操作简便：

用户可以在现场配置输入输出口，各种保护报警，而无需修改用户程序

●现场可编程与远程通信；

●四种工作模式：

遥控、自动、检修、手动；

●强大的通信功能，具有5路RS485接口，4路CAN总线接口；

●存储了6套常用程序；

●强大的语音预警功能，GB2312国标字库；

●32路输入，18路输出；

●功能强大，操作简单；

●不锈钢键盘；

●支持在线调试；

●故障历史200组（可扩展至10000组以上）

●四个运行画面＋客户可设置

2.DXJ127/16矿用隔爆兼本质安全型电源箱

DXJ127/16矿用隔爆兼本质安全型电源箱为整个装置的所有设备提供电源，自带本安非安接点转换功能。

技术特征：

●输入电源电压范围宽：

AC85~265V

●输出本安电源：

DC5V×2/700mA

DC12V×1/500mA

DC16V×2/280mA

●4路本安转非安、3路非安转本安

3.

KTK16（A）矿用本安型拉绳急停扩音电话

该扩音电话是采用嵌入式技术和现场总线技术开发的新一代扩播电话。

它用于操作人员的相互联络以及语音报警等，同时集成了急停闭锁功能。

特点：

●采用嵌入式和现场总线技术，技术先进，功能丰富，工作可靠；

●自带急停闭锁功能（按急停按钮和拉电缆急停方式）；

●带有打点,讲话,外线和报警等功能；

●具有7路无源节点量输入,4路无源接点型开关量输出。

●声音采用自动增益处理，失真度<2dB,声音清晰，响亮；

●防护等级达到IP65,完全适应煤矿的恶劣环境；

●内部自带电池,可以在断电的情况下继续通话；

●带有休眠功能,可以长时间储存而不损坏电池。

技术参数：

●工作电源

a）电话工作电压：

16VDC；

b）工作电流：

不大于80mA。

●声信号方式

a）打点联络信号：

单音信号（手动交替），单音频率1180Hz±100Hz；

b）打点声信号响度：

不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）。

●扩音电话音频信号

a）话筒输入侧输入50mV（1kHz）的正弦波信号时，AB音频线输出有效值不小于600mV，失真度不大于10%；

b）AB音频线输入侧输入有效值400mV（1kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出失真度不大于10%，信号响度不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）；

c）AB音频线输入侧输入有效值400mV（350Hz～3kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出相对于1kHz时信号频响值的变化范围应不大于±6dB。

●密封电话模块参数

a）电话充电电流：

≤15mA；

b）充电电压：

10V～20V；

c）电话模块内部供电电池：

Ni-MHAA2000MAH镍氢电池组（标称电压为7.2V），电池组和电路板一起胶封；

d）密封电话电池组输出开路电压：

≤9.6V；

e）密封电话电池组输出短路电流：

≤3.2A。

4.

KTK16（B）矿用本安型拉绳急停扩音电话

该扩音电话是采用嵌入式技术和现场总线技术开发的新一代扩播电话。

它用于操作人员的相互联络以及语音报警等，同时集成了急停闭锁功能。

特点：

●采用嵌入式和现场总线技术，技术先进，功能丰富，工作可靠；

●自带急停闭锁功能（按急停按钮和拉电缆急停方式）；

●带有打点,讲话,外线和报警等功能；

●具有3路无源节点量输入，可就近接入跑偏、纵撕信号；

●声音采用自动增益处理，失真度<2dB,声音清晰，响亮；

●防护等级达到IP65,完全适应煤矿的恶劣环境；

●内部自带电池,可以在断电的情况下继续通话；

●带有休眠功能,可以长时间储存而不损坏电池。

技术参数：

●工作电源

a）电话工作电压：

16VDC；

b）工作电流：

不大于45mA。

●声信号方式

a）打点联络信号：

单音信号（手动交替），单音频率1180Hz±100Hz；

b）打点声信号响度：

不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）。

●扩音电话音频信号

a）话筒输入侧输入50mV（1kHz）的正弦波信号时，AB音频线输出有效值不小于600mV，失真度不大于10%；

b）AB音频线输入侧输入有效值400mV（1kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出失真度不大于10%，信号响度不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）；

c）AB音频线输入侧输入有效值400mV（350Hz～3kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出相对于1kHz时信号频响值的变化范围应不大于±6dB。

●密封电话模块参数

a）电话充电电流：

≤15mA；

b）充电电压：

10V～20V；

c）电话模块内部供电电池：

Ni-MHAA2000MAH镍氢电池组（标称电压为7.2V），电池组和电路板一起胶封；

d）密封电话电池组输出开路电压：

≤9.6V；

e）密封电话电池组输出短路电流：

≤3.2A。

5.

KTK16（C）矿用本安型急停扩音电话

该多功能扩播电话是采用嵌入式技术和现场总线技术开发的新一代扩播电话。

它用于操作人员的相互联络以及语音报警等，同时集成了急停闭锁功能。

特点：

●采用嵌入式和现场总线技术，技术先进，功能丰富，工作可靠；

●自带急停闭锁功能（按急停按钮方式）；

●带有打点,讲话,外线和报警等功能；

●具有2组远控启停功能，通过与KXH16矿用本安型可编程控制器通信连接，旋钮旋至启停位时通信输出启动信号，再次旋至启停位时则通信输出停止信号。

●声音采用自动增益处理，失真度<2dB,声音清晰，响亮；

●防护等级达到IP65,完全适应煤矿的恶劣环境；

●内部自带电池,可以在断电的情况下继续通话；

●带有休眠功能,可以长时间储存而不损坏电池。

技术参数：

●工作电源

a）电话工作电压：

16VDC；

b）工作电流：

不大于70mA。

●声信号方式

a）打点联络信号：

单音信号（手动交替），单音频率1180Hz±100Hz；

b）打点声信号响度：

不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）。

●扩音电话音频信号

a）话筒输入侧输入50mV（1kHz）的正弦波信号时，AB音频线输出有效值不小于600mV，失真度不大于10%；

b）AB音频线输入侧输入有效值400mV（1kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出失真度不大于10%，信号响度不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）；

c）AB音频线输入侧输入有效值400mV（350Hz～3kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出相对于1kHz时信号频响值的变化范围应不大于±6dB。

●密封电话模块参数

a）电话充电电流：

≤15mA；

b）充电电压：

10V～20V；

c）电话模块内部供电电池：

Ni-MHAA2000MAH镍氢电池组（标称电压为7.2V），电池组和电路板一起胶封；

d）密封电话电池组输出开路电压：

≤9.6V；

e）密封电话电池组输出短路电流：

≤3.2A。

6.

KTK16（D）矿用本安型急停扩音电话

该多功能扩播电话是采用嵌入式技术和现场总线技术开发的新一代扩播电话。

它用于操作人员的相互联络以及语音报警等，同时集成了急停闭锁功能。

特点：

●采用嵌入式和现场总线技术，技术先进，功能丰富，工作可靠；

●自带急停闭锁功能（按急停按钮方式）；

●带有打点,讲话,外线和报警等功能；

●声音采用自动增益处理，失真度<2dB,声音清晰，响亮；

●防护等级达到IP65,完全适应煤矿的恶劣环境；

●内部自带电池,可以在断电的情况下继续通话；

●带有休眠功能,可以长时间储存而不损坏电池。

技术参数：

●工作电源

a）电话工作电压：

16VDC；

b）工作电流：

不大于45mA。

●声信号方式

a）打点联络信号：

单音信号（手动交替），单音频率1180Hz±100Hz；

b）打点声信号响度：

不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）。

●扩音电话音频信号

a）话筒输入侧输入50mV（1kHz）的正弦波信号时，AB音频线输出有效值不小于600mV，失真度不大于10%；

b）AB音频线输入侧输入有效值400mV（1kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出失真度不大于10%，信号响度不小于90dB（A）（距扩音电话1m处）；

c）AB音频线输入侧输入有效值400mV（350Hz～3kHz）的正弦波信号时，扬声器输出端输出相对于1kHz时信号频响值的变化范围应不大于±6dB。

●密封电话模块参数

a）电话充电电流：

≤15mA；

b）充电电压：

10V～20V；

c）电话模块内部供电电池：

Ni-MHAA2000MAH镍氢电池组（标称电压为7.2V），电池组和电路板一起胶封；

d）密封电话电池组输出开路电压：

≤9.6V；

e）密封电话电池组输出短路电流：

≤3.2A。

7.KG5007T光速度检测传感器

特点：

●测速范围广，低速性能好，性能稳定，抗干扰能力强；

●密封性能好，能在有瓦斯、煤尘、烟雾、水汽等恶劣环境中使用；

●支架安装，摩擦连接方式。

安装简单方便，适用范围广，运行可靠，测速精确。

技术参数：

●电源DC15～18V，工作电流不大于30mA。

煤矿井下使用时，需由本安电源供电。

●频率输出：

方波（无源接点型）；

●频率f=100V，其中：

f—输出频率值，单位：

Hz，V—胶带速度值，单位：

m/s；

●引入电缆外径：

7～12mm

●防爆型式：

矿用本质安全型，EXibI

●外壳防护等级：

IP65

●

重量：

25kg

8.GUJ19物料探测传感器

KGU1物料探测传感器为矿用本质安全型，可用于煤炭、冶金、化工、建材、电力、交通（港口）等行业检测散状物料固体或液体的料位。

主要用于：

a.检测料仓物料的高位（仓满）；

b.检测输送机溜槽堵塞或转载点物料堆积（如堆煤）；

c.检测输送机上是否有料流。

主要特点：

●外壳坚固，密封性能好，能在恶劣工业环境中使用；

●动作灵敏，可靠，安装方便；

●传感器能延时动作，延时时间可调，避免由于大块物料撞击引起的误动作；

●变换探杆可检测多种物料料位。

技术参数：

●外壳防护等级：

IP65

●工作电压：

DC18V,电压波动范围：

DC（9~24）V，工作电流：

不大于50mA；

●接点形式容量：

一对常闭接点，（井下使用必须与本安电路连接）；

●延时动作时间：

1秒

●动作角度：

19º±2º

●复位角度：

6º±1º

●复位时间：

瞬时复位

●主体外形尺寸：

：

Φ80×490mm（含探杆）

●重量：

2.5Kg

9.KG1007A-2型二级胶带跑偏开关

KG1007A-2型胶带跑偏开关为矿用本质安全型电气设备，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、化工、粮食、运输等行业以及选煤厂、钢铁厂、热电厂、粮库、港口等地面恶劣环境，用作输送机胶带跑偏检测和保护。

主要特点：

●体积小、重量轻、密封性能好、维护方便；

●触点动作后还留有较大的探杆转动缓冲角，使其本身不易损坏；

●探杆具有纵向防冲击性能；

●探杆上装有尼龙滚动护套，当探杆和胶带摩擦时起保护作用；

●采用出线口形式，结构简单、可靠。

技术参数：

●防爆型式：

矿用本质安全型，标志为“ExibⅠ”；

●外壳防护等级：

IP65；

●触点容量：

AC380V、DC220V5A（煤矿井下使用时须和本安电路连接）；

●探杆动作转动最大角度：

大于70°，双向转动；

●触点动作时探杆转动角度：

20°±3º（一级）、35°±3º（二级）；

●引入电缆外径：

两个出线口，允许电缆外径为6～12mm；

●重量：

2kg

10.KGN1型矿用本质安全型烟雾传感器

KGN1型烟雾传感器为矿用本质安全型，用于监测煤矿井下因机械磨擦、电缆发热、煤层自燃等原因引起的火灾事故。

可安装在煤矿井下的皮带运输巷、机电峒室、采空区和工作面。

使用环境：

a.温度　　　　0～+40℃

b.相对湿度　　≤95％（+25℃）

c.风速　0～8m/s

d.含瓦斯、煤尘等爆炸性混合气体、但无淋水和明显振动及冲击的场所。

技术参数：

●

工作电压电流：

DC12.5～24V，不大于60mA

●检测灵敏度：

Ⅲ级（烟雾浓度0.1mg/m3，响应时间60s）

●输出信号：

继电器常开接点（DC24V/2A）

●电源指示及报警：

红色LED电源指示，报警时闪烁，频率1Hz

●防爆型式:

矿用本质安全型，标志为“ExibⅠ”

●外形尺寸（l×b×h）mm：

150×150×155

●重量:

1kg

11.GVY-2K型矿用本安型胶带纵向撕裂传感器

该传感器主要用于煤矿井下胶带输送机在使用过程中胶带纵向撕裂后检测胶带纵向撕裂信号。

技术参数：

●防爆型式：