KJF型分站使用说明书058版改A4纸Word文档下载推荐.docx
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KJ2007F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。
KJ2007F井下分站的配接、关联设备见附表1和附表2。
产品配套设备：
SI-024TR1防雷电保护装置（传输距离20Km）与系统配套使用。
KJ2007F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。
提供一个标准的RS485接口，可以接智能开停传感器及其他智能设备。
分站带有液晶显示窗口，可动态实时显示分站所接传感器监测数据及状态，由于分站中有非易失性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。
KJ2007F井下分站可连续监测井下各种环境参数，如CH4、CO、风速等，并和系统中的地面中心站进行通讯，及时将各种参数送给中心站，接收中心站发送的各种命令，分站本身可以独立监测，发出报警和断电控制信号。
该分站通过中心站的定义，可以实现《煤矿安全规程》规定的风电瓦斯闭锁功能。
与KJ2007F井下分站相连接的所有产品，只能与说明书中规定的设备配接使用，与其他设备配接时，必须经过防爆检验。
第二章功能及原理
第一节KJ2007F井下分站功能
1．作为普通监测分站使用时，具有以下功能：
可以监测高、低浓CH4、CO、风速、温度、压力等环境参数；
可以监测风门开关、设备开/停状态等各种开关参数；
可以完成对16路输入信号的监测，并且可将模拟量（频率型、电流型）和开关量（两态、三态）传感器混装使用，即对某一路输入来说，既可以接200Hz～1000Hz、200～2000Hz频率型或1～5mA电流型模拟量传感器，也可以接开停量（-5mA/0/5mA、0/5mA）或触点量传感器，完全由中心站进行定义；
适合矿井环境需要，耐压、耐腐蚀、防潮、密封；
具有电池电压低指示功能；
具有死机后自动复位功能；
分站掉电初始化信息不丢失，可以按掉电前的监控参数独立工作；
通过液晶显示块直接显示传感器实时值、通讯及供电状况；
8路继电器输出即可选择常开触点输出，也可选择常闭触点输出；
具有一路独立RS485通讯接口，接智能开停传感器；
具有失电闭锁功能；
具有风电瓦斯闭锁功能。
2．作为风电瓦斯闭锁装置使用时，具有以下功能：
具有作为普通分站时的全部功能；
中心站定义时，需要选择的分站类型为风电瓦斯分站；
模入量，开入量，开出量的定义见附录2。
其他各路定义同普通分站。
风电瓦斯的检测方法详见附录2。
第二节KJ2007F井下分站工作原理
KJ2007F井下分站是一台以单片机为核心的微机系统，通常工作时共有7块印刷电路板组成：
1块主板、1块液晶显示板、1块FSK通讯板和4块I/F转换板（根据现场情况数目可变）。
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FSK通讯；
I/F转换板用于将输入的电流转换为对应的频率量。
整个分站的连接方式如图2.1所示。
图2.1分站连接方式示意图
1．微处理器（CPU）部分
KJ2007F井下分站采用PHILIPS公司的P89C669单片机为核心处理机。
P89C669是基于PHILIPS半导体新51MX内核的首类Flash微控制器代表。
它包含96k字节的Flash程序存储器、2k字节的数据SRAM、1个可编程计数器阵列（PCA）、可配置成不同时间范围的看门狗定时器（通过SFR的位设置）、2个增强型UART以及字节型I2C总线串行接口。
2．自动复位电路
复位电路由专用的看门狗提供，而且P89C669内置看门狗，在外部复位电路发生故障时仍能保持自动复位功能。
当分站发生意外死机时，输出复位信号使单片机复位。
3．参数保存
采用非易失性外部数据存储器，保证掉电后存储的初始化参数及设置参数及其他保存数据不丢失。
该存储器存储量为32K字节（只使用了16K），读写速度快，抗干扰能力强，掉电后数据最少可保存10年，可以无限次擦写。
4．I/F转换
每一块I/F转换板集成了2路独立I/F转换通道，可以同时将两路1～5mA电流信号转换为相应的200～1000Hz频率信号。
接入电流型传感器的对应通道必须插入I/F转换板，通过转换板将相应的电流信号转换为频率信号后才能正确采集。
5．模拟量采集
接入频率型传感器：
最多接入16路200～1000Hz或200～2000Hz频率量传感器。
通过跳线，使频率量直接进入光耦，整形后经过16选1数据选择器、触发整形并二分频后送至单片机的外部中断0输入端，由软件将频率直接转换为对应的物理量。
接入电流型传感器：
最多接入16路1～5mA电流信号传感器，推荐接入8路。
接入电流传感器的通道必须插入I/F转换板。
通过跳线，使电流量接入I/F转换板，转换为对应的频率量，然后经由频率采集通道，由软件将电流量直接转换为对应的物理量。
6．开关量采集
三态开关量传感器常用的为-5mA/0/+5mA（0/5mA）输出，两态开关量传感器为0/5mA输出。
输入-5mA/0/+5mA（0/5mA）类型传感器时跳线方式同频率型传感器输入，输入信号经光耦、逻辑电路送至74HC244缓冲器，由单片机并口采集，得到被测传感器的状态。
7．接入触点型传感器
通过跳线，可以使输入端接入触点型传感器。
信号经过光耦、逻辑电路送至74HC244缓冲器，由单片机并口采集，得到被测传感器的状态。
8．接入两线制传感器
通过跳线，可以使输入端接入两线制传感器。
10．接入智能开停传感器
KJ2007F分站具有1路独立RS485通讯接口。
RS485通讯方式为两线有极性半双工，以9600波特率与智能传感器通讯。
通讯接口和总线实现光电隔离，抗干扰能力强，最远距离为2Km。
11．控制量输出
第1～6路为继电器触点输出，通过分站侧壁上插座（开出1、开出2、开出3）输出给断电器，控制远程或本地用电设备的断电。
通过跳线选择第7、8路为触点型输出或电平型输出，为触点型输出时和1～6路功能相同，通过开出4口输出；
为电平型输出时从电源口（X9）输出，用于控制本地断电。
12．分站与井上中心站通讯
KJ2007F分站通过通讯板，经由调制解调器与中心站通讯，通讯速率为2400波特率，通讯方式为两线无极性半双工FSK方式，最远传输距离20Km。
13．数值及状态显示
显示电路采用字符型液晶LCD，显示分站号、测量数据、传感器状态、电源工作状态、控制信号状态及通讯状态。
第三章主要技术参数
第一节KJ2007F井下分站的主要技术性能指标
1．分站容量
模拟量输入：
电流、频率型均可，具备200～1000Hz（或200～2000Hz）和1～5mA互换，不多于16路；
开关量输入：
开关型、触点型和两线制均可，和模拟量输入可以混装，不多于16路；
模入+开入为16点，模入和开入可以互换。
接入1～5mA电流传感器时，推荐使用8路（需4个I/F转换板），通过改变I/F转换板的位置可以保证任何一路具备频率型传感器和电流型传感器互换，如果接入电流传感器数目超过8个，则需要增加I/F转换板的数目。
RS485输入：
智能开停传感器或寻人跟踪器（最多16路）；
控制量输出：
8个继电器输出（其中最后两路可以输出电平信号实现近程断电）。
2．模拟量输入信号类型
频率型：
200～1000Hz或200～2000Hz（1～16路）；
电流型：
1～5mA（1～16路，如果使用4～20mA，需要提前说明）；
模拟量输入检测精度：
±
1%（不包括传感器自身精度）。
3．开关量输入信号类型
三态传感器-5mA/0/5mA（1～12路，输入具有查断线功能）
两态传感器0/5mA（1～16路，接入三态传感器的通道兼容两态传感器）
触点型传感器触点（1～16路）
4．分站的断电报警控制能力
1～8路开出为继电器输出，通过跳线可以设置为常开和常闭输出，实现8个远程断电控制。
后两路（7、8路）通过跳线可以输出电平，经过KDW6B电源箱实现本地断电控制。
5．通信速率与距离
分站与智能传感器的通讯速率：
9600波特率；
最大通讯距离2Km。
分站与中心站的通讯速率为2400波特率；
最大通讯距离20Km。
6．通讯信号幅度
分站与中心站之间接收和发送的通讯信号幅度<
22V（峰峰值，22V时为开路值）。
（有效值≤8V，短路电流≤14mA）。
7．供电参数
分站工作电压：
+12V
分站工作电流：
470mA
与KJ2007F井下分站配接的电源：
KDW6B。
第二节KJ2007F井下分站的工作条件
1．工作环境
环境温度：
-5～+40C
环境相对湿度：
96%（+25º
C）
大气压力：
（80～106）Kpa（在无破坏绝缘的气体或蒸汽环境中，污染等级为3级）
周围无严重滴水和溅水场合。
2．防爆标志：
ExibI
3．分站所用电缆型号、规格及参数
地面中心站到井下分站之间的通讯传输电缆：
煤矿用聚乙烯绝缘细圆钢丝铠装聚氯乙烯护套通信电缆MHY32：
分布电阻12.1Ω/Km，分布电容0.06µ
F/Km，分布电感0.8mh/Km。
井下分站到传感器之间的联接电缆：
煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆MHYVR：
接入系统所有电缆的分布参数应等于或优于上面的规定值，其外径尺寸允许偏差0.3～0.4mm。
连接传感器电缆允许选用分布参数优于此电缆各项指标的其它型号电缆，即：
电缆直流电阻高于现指标，电缆分布电容、分布电感小于现指标。
4．分站结构参数
外形尺寸：
396Χ286Χ124mm
重量：
12Kg
第四章使用方法
第一节分站接口
分站箱体及主板结构如图4.1所示。
图4.1KJ2007F井下分站结构示意图
1.分站内部输入输出接口
X1：
双排14针插针，液晶显示板插入接口。
X3：
三排32孔插槽，通讯板TLE插入接口。
X5：
双排20针插针，1～8路输入信号接口。
X6：
8针DIP插座，单片机编程备用。
X7：
双排50针插针，9～16路输入信号、开出控制信号、通讯信号输入输出接口。
X8：
单排8针插针，主板+12V电源输入接口。
X21：
双排32孔插槽，第1、2路电流信号输入I/F转换板插座。
X22：
双排32孔插槽，第3、4路电流信号输入I/F转换板插座。
X23：
双排32孔插槽，第5、6路电流信号输入I/F转换板插座。
X24：
双排32孔插槽，第7、8路电流信号输入I/F转换板插座。
X25：
双排32孔插槽，第9、10路电流信号输入I/F转换板插座。
X26：
双排32孔插槽，第11、12路电流信号输入I/F转换板插座。
X27：
双排32孔插槽，第13、14路电流信号输入I/F转换板插座。
X28：
双排32孔插槽，第15、16路电流信号输入I/F转换板插座。
2.箱体上输入输出接口
X9：
19芯密封航空插头座，电源箱电源输入口。
X10：
4芯密封航空插头座，通讯1口，FSK通讯输入输出接口。
X11：
19芯密封航空插头座，通讯2口，RS485通讯输入输出接口。
X12：
19芯密封航空插头座，模入1口，1～4路传感器信号输入接口。
X13：
19芯密封航空插头座，模入2口，5～8路传感器信号输入接口。
X14：
19芯密封航空插头座，模入3口，9～12路传感器信号输入接口。
X15：
19芯密封航空插头座，模入4口，13～16路传感器信号输入接口。
X16：
4芯密封航空插头座，开出1口，1～2路开出信号输出接口。
X17：
4芯密封航空插头座，开出2口，3～4路开出信号输出接口。
X18：
4芯密封航空插头座，开出3口，5～6路开出信号输出接口。
X19：
4芯密封航空插头座，开出4口，7～8路开出信号输出接口。
X20：
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
每个分站的标识由板上所带的8位拨码开关（分站号）决定，有效的分站号为1～64，同一个系统中不应该有两个相同分站号的分站。
参见图4.2。
图4.2拨码开关图
分站主板上的S3为8位拨码开关，开关置于ON时数值为0，置于OFF时数值为1。
拨码开关共8个键，从1～8编号，8为高位，1为低位，按BCD拨码。
如表4.1所示。
注意分站只在上电初始化时读入一次分站号，因此在分站上电初始化后改变分站号的操作无效，也不会改变该分站的标识。
表4.1拨码开关位码值对应表
拨码开关位
1
2
3
4
5
6
7
8
码值
10
20
40
80
开关标识
OFF
如图4.3的开关标识：
OFFONONOFFONONONON，此拨号对应为9号分站（分站号=1×
8+1×
1）。
图4.3拨码开关图实例1
如图4.4的开关标识：
OFFONONONOFFONOFFON，此拨号对应为51号分站（分站号=1×
40+1×
10+1×
图4.4拨码开关图实例2
第三节电源输入
X9是电源箱的电源输入口，给主电路板和传感器提供电源。
图4.5分站配接电源KDW6B时X9（电源口）接线图
分站配接KDW6B电源箱，X9接线方式如图4.5所示：
1路+12V本安电源提供给分站主板使用，另外6路+21V本安电源提供给分站所配接的传感器使用。
第四节模拟量输入
1．1～16通道输入接频率型传感器
X12～X15（模入1口～4口）每个输入口都可接入4路频率型传感器。
配接电源KDW6B时，由于X14、X15共用第5、6两路电源，建议X14或X15同时接入的频率型传感器不要超过3路，并合理分配电源。
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：
跳接线S60-S91中接入频率型传感器的通道须跳“A”，同时跳接线S1-S32中对应通道都跳“A”。
跳线方式详见主板跳线说明和附表4。
第三步：
参照图4.6～4.9接入传感器。
2．1～16通道输入接电流型传感器
X12～X15（模入1口～4口）每个输入口都可接入4路电流型传感器。
配接电源KDW6B时，由于X14、X15共用5、6两路电源，建议X14或X15同时接入的电流型传感器不要超过3路，并合理分配电源。
此外，主板上只配有4块I/F转换板，因此最多同时进行8路电流信号的转换，接入电流型传感器多于8路时需要额外增加I/F转换板。
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；
保证接入电流型传感器的对应通道位置插入V/F转换板；
跳接线S60-S91中接入电流型传感器的通道应跳“B”，而且须将“A”“C”短接，同时跳接线S1-S32中对应通道跳“A”。
详见主板跳线说明和附表4；
第四步：
图4.6分站配接电源KDW6B时X12（模入1口）接线图
图4.7分站配接电源KDW6B时X13（模入2口）接线图
图4..8分站配接电源KDW6B时X14（模入3口）接线图
图4.9分站配接电源KDW6B时X15（模入4口）接线图
第五节开关量输入
1．接-5mA/0/+5mA型三态开停传感器
KJ2007F的X12～X14（前3个模入口，1～12路）可接入输出信号为-5mA/0/+5mA的三态开停传感器。
跳线设置和接入频率型传感器完全一致。
中心站定义相应测点类型为“开关型”。
传感器型号选对应的三态传感器。
接线方式参看图4.6～4.9。
2．接0/+5mA型两态开停传感器
KJ2007F的X12～X15（4个模入口，1～16路）都可接入输出信号为0/+5mA的两态开停传感器。
传感器型号选对应的两态传感器。
3．接触点型传感器
接入触点型传感器时，只有相应跳线S1-S32与接入频率型传感器不同。
中心站定义相应测点的“传感器型号”为开关型并选择对应的触点型传感器；
跳接线S60-S91中对应通道须跳“A”（和接入频率型传感器一致），同时跳接线S1-S32中对应通道都跳“B”。
第六节智能开停传感器输入
X11（通讯口2）可以接入输出RS485通讯信号的智能开停传感器。
图4.10X11（通讯2口）接线图
配接KDW6B电源时（见图4.10），由于容量限制，每路21V电源最多带8路智能开停传感器。
而且X11和X12、X13（模入1口和2口）各共用一路21V电源，当X11接入智能开停传感器时，X12和X13接入传感器的路数将受到限制，应当合理分配电源。
第七节控制量输出
1．控制量输出触点信号
KJ2007F井下分站的开出1～6路输出触点信号，从X16（开出1口）、X17（开出2口）和X18（开出3口）输出。
图4.11为X16输出触点信号接线图，X17（对应第3、4路触点型信号）、X18（对应第5、6路触点型信号）同X16类似。
图4.11X16（开出1口）接线图
S41跳“A”时开出第7路输出触点信号（从X19输出），否则输出电平信号（从X9输出）；
S42跳“A”时开出第8路输出触点信号（从X19输出），否则输出电平信号（从X9输出）。
从X19（开出4口）输出的信号，如图4.12所示。
图4.12X19（开出4口）接线图
当各路都输出触点信号时，主板上跳线：
分站未开机（或12V中断）时：
跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“A”时为常闭输出；
跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“B”时为常开输出。
分站开机时：
跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“A”时为常开输出；
跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“B”时为常闭输出。
2．控制量输出电平信号
S41跳“B”时开出第7路为电平输出；
S42跳“B”时开出第8路为电平输出。
输出电平信号提供给电源KDW6B实现本地近程断电（分别从X9的断电控制1、2输出）。
注意：
此时跳接线S39、S40无效，且第7、8路继电器不可控。
第八节主板跳线说明
1．主板传感器跳接线
主板4针跳接线两个为一对，实现对某一路信号的选择控制。
跳接线的定义以本说明书示意为准，如图4.13：
图4.134针跳接线定义
传感器类型选择跳线设置：
S1-S32。
其中：
1～4路为S1-S8；
5～8路为S9-S16；
9～12路为S17-S24；
13～16路为S25-S32。
接入频率型传感器（200～1000Hz或200～2000Hz）、电流型传感器（1～5mA）或开关型传感器（-5mA/0/5mA、0/5mA）时：
对应跳接线都接“A”。
见图4.14跳线方式1。
接入触点型传感器时：
对应跳接线都跳“B”。
见图4.14跳线方式2。
接入两线制传感器时：
对应跳接线都跳“C”。
见图4.14跳线方式3。
图4.14跳接方式1跳线方式2跳线方式3
详细的跳线方案参见附表4。
电流型传感器选择跳线设置：
S61-S92。
1、2路为S61-S64；
3、4路为S65-S68；
5、6路为S69-S72；
7、8路为S73-S76；
9、10路为S77-S80；
11、12路为S81-S84；
13、14路为S85-S88；
15、16路为S89-S92。
接入1～5mA电流型传感器时，跳接线S61-S92相对应须跳“B”，并且须将“A”“C”短接。
见图4.15跳线方式1。
接入其他类型传感器，如：
频率型传感器（200～1000Hz或200～2000Hz）、开关型传感器（-5mA/0/5mA、，0/5mA）、触点型传感器，跳接线S61-S92相对应须跳“A”。
见图4.15跳线方式2。
图4.15跳接方式1跳线方式2
2．继电器输出
跳接线S33-S40控制1～8路继电器输出，跳接线置为“A”时对应继电器为常闭输出，置为“B”时对应继电器为常开输出。
跳接线S41、S42专为配接电源KDW6B实现本地近程断电而设置。
S41、S42跳“A”时开出第7、8路为触点型输出，从X19（开出4口）输出；
跳“B”时第7、8路为电平型输出，从X9（电源口）输出，实现近程断电控制。
3．其他输出
跳接线S43可以选择单片机工作模式：
跳“A”时为在线编程模式，单片机复位后将进入编程状态；
跳“B”时为工作模式，单片机复位后将进入工作状态。
跳接线S44选择单片机的复位方式：
跳“A”时使用外部看门狗，否则外部看门狗无效。
单片机需要使用编程模式时不能使用外部看门狗，所以必须把跳“A”的跳线器取下。
S44跳“B”时单片机一直处于复位状态，单片机工作时S44不可跳“B”。
跳接线S45短接时，RS485通讯信号线输出口的120Ω电阻（终端电阻）有效；
S45断开时，RS485通讯信号线输出口的终端电阻无效。
跳接线S46短接时，风电瓦斯闭锁装置复位，平时不可短接。
第九节分站显示说明
显示板为液晶显示块，包含两行共40个字符，通过电缆与主板连接，可循环显示由分站所监测的32路输入（包括16路智能开停传感器）和8路输出的各种参数及分站的通讯及供电状态，并有背光，在井下可清晰的观察分站所监测的各种参数。
具体显示内容如下：
1．开机显示
图4.16开机显示画面
注：
“＃”后面是分站号，即读入的拨码号。
显示开机画面几秒钟后进入循环显示参数页。
2．循环参数显示
第一屏：
显示输入的16路传感器测量数据及各种状态。
如图4.17和
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