KJ90煤矿安全监控系统故障维修指南.docx

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KJ90煤矿安全监控系统故障维修指南

KJ90NA煤矿安全监控系统故障维修指南

1系统全部通讯中断

1.1故障原因分析

·可能系统“Config.ini”文件配置不正确；

·数据传输接口故障；

·避雷器损坏；

·井下主通讯电缆断开、短路或者接线盒进水等情况；

·井下分站损坏。

1.2故障排除方法

1.2.1检查、修正“Config.ini”文件配置：

打开中心站软件，看“Config.ini”里的配置：

如上述配置框图“通讯类型1网络方式2RS485方式”语句中的mode=1，则需将其改为：

mode=2即可。

1.2.2检查KJJ46传输接口（主电路板板号：

FZ020001C）

1.2.2.1如数据传输接口“发、控”指示灯常亮（正常时，应为交替闪烁），“收”指示灯不亮。

则可能是监控主机未能下发RS232信号指令。

造成此故障原因可能是接口电路板上的转换电路损坏，重点检查下图所示的MAX232、AT89C2051、SN74HC04等芯片。

故障检查方法：

·用示波器测量MAX232芯片12脚波形，观察是否有RS232方波信号，如果没有相应的波形输出说明MAX232芯片坏。

·检查74HC04反相放大器9脚、10脚波形，如果74H04反相放大器10脚没有方波输出，说明74HC04反相放大器损坏。

KJJ46通讯接口主板图

1.2.2.2“发”指示灯闪烁，“控”指示灯常亮，“收”指示灯不亮。

该现象说明RS232信号已下发，无控制和接受信号，应重点检查信号耦合部分和65LBC184芯片。

如上图所示。

故障检查方法：

·用万用表测量65LBC184芯片的5V工作电压，再用示波器测量65LBC184芯片2脚或3脚的控制信号（正常时为跳变的方波），如果无波形，65LBC184通讯芯片已损坏。

·检查前端4N25光电耦合器1脚和2脚，5脚和6脚之间所对应的信号波形，如果没有波形输出，则更换4N25光电耦合器。

1.2.2.3“发、控”指示灯都闪烁，“收”指示灯不亮。

造成此故障原因可能是安全删保护电路、通讯电路损坏，重点检查65LBC184、电阻R37、R38、R39、R40；二极管D7、D8、D9、D10等器件。

如图所示：

通讯安全删保护电路

故障检查方法：

·测量安全删电阻是否在100欧姆以内，如果电阻值无穷大，说明电阻烧断需要重新更换。

·测量二极管是否有击穿现象，如果是则更换。

·用示波器测量65LBC184芯片4脚的波形（正常时为跳变的方波），若无波形更换65LBC184芯片即可恢复正常。

1.2.3打开避雷器后盖，检查保险管是否有明显被烧坏的迹象，接线柱接触是否良好。

分别测量A组、B组两端接线柱之间是否有短路或断开现象，如果短路可以是压敏电阻被击穿，需要重新更换。

1.2.4检查线路的方法一般是分段进行。

首先，在重点怀疑的地方或者接线盒处断开，然后分别测量两边是信号（正常时，分站端为2.5V直流电压，地面发下的信号为0.5V～1.7V直流电压之间变化）。

逐步往下检查，直到找到线路根源排除故障。

1.2.5井下分站通讯故障（分站主板板号：

KDZFZ0704）

1.2.5.1通讯指示灯不闪烁

若分站显示、采样都正常，通讯指示灯不闪烁，说明分站主板通讯部分有问题，应先更换分站主板恢复通信，然后维修分站主板。

分站主板通信故障：

·1487（或184）无+5V的工作电压造成的。

·1487（或65L184）、晶体管9015、光电耦合器（TLP521-4）、MAX813等器件损坏所造成的。

排除方法：

·先检查B1212电源稳压模块是否有+12V的电压输出，以及7805三端稳压是否有+5V的电压输出；如果没有，则说明B1212电源稳压模块或7805三端稳压坏，需要更换。

·用示波器观察1487（或184）的1脚、2脚、4脚波形，观察是否有方波或者跳变的波形输出；如果没有波形输出,则说明1487（或65L184）芯片或光电耦合器（TLP521-4）损坏；如果有相应的波形输出，则说明1487（或65L184）芯片或晶体管9015、MAX813损坏，需要更换。

分站主板图。

分站主板图

1487的1脚波形图1487的2脚波形图1487的4脚波形图

1.2.5.2若分站显示停留在某一点不在巡检，通讯指示灯不在闪烁，说明分站已经死机需要复位。

这时须重新送交流电源即将分站电源开关重新开启一次。

1.2.5.3若分站无显示，应先测量12V电源，没有12V电源的情况下，应更换12V电源板。

1.2.5.4分站通讯时通时断现象

故障原因分析：

·井下主通讯电缆老化或接线盒接触不良好；

·数据传输接口带负载能力较差；

·部分分站有微短现象。

故障排除：

①应先观察出现故障分站是否具规律性，（包括出现故障的时间、地点、相同分站等）。

若具有一定的规律，应该检查出现问题的分站或者几台分站的同一条通讯线路，主要是接线盒是否有接触不良好的地方或者接线盒里有积水。

通讯电缆和动力电缆相隔太近，当大型设备启动的时候，受电磁场的干扰使通讯中断。

线路老化接线盒过多等情况应逐一检查。

②当无规律出现此故障时，安装分站数量有较多（40台）且距离比较远的情况下，应先考虑数据传输接口带负载能力，可以通过调节接口内部可调电阻，增强接口的带负载能力。

如图所示：

KJJ46通讯接口主板匹配电阻图

③分区分段检查通讯故障，其方法是断开一个片区或者一台分站后，观察另外一个片区分站是否正常，这样逐个片区检查；也可通过计算整个线路电阻来确定故障在那个片区或某台分站，正常情况下，每台分站的阻值在480欧姆左右，每千米电缆线的阻止是10欧姆左右。

先算出几台分站的电阻之和线路电阻，得出整个片区的线路电阻值。

然后在前端测量该片区线电阻值进行对比，如果实测阻值明显小于计算值，则说明该片有短路现象。

另外在某一台分站作测试就比较容易，最后查出故障点更换分站主板，使之恢复正常。

2瓦斯超限后不执行断电

2.1故障分析

·分站主板控制电路损坏；

·断电器内部S1、S2跳线插反或者损坏。

2.2分析排除

2.2.1造成此故障主要是分站主板控制电路问题，重点应检查81C55芯片、TLP521-4光电耦合器、晶体管9014等器件是否损坏。

实物图如下：

分站主板控制电路图

分站将采样得到的瓦斯数据通过数据传输接口进行RS485转换为RS232信号，然后送到地面中心站，地面中心站收到的数据和预先设置的数据进行对比，当收到数据大于预先设置数据时，中心站发出相应的断点指令到分站。

当瓦斯超限后，用万用表测量81C55扩展芯片的33脚、34脚、25脚、36脚是否有5V电压输出，如果没有电压输出表示81C55扩展芯片坏。

测量PHOT6（TLP521-4光电耦合器）以下相对应的几组控制信号是否翻转，如果没有翻转，则说明TLP521-4光电耦合器）损坏。

1脚、2脚和15脚、16脚为一组；

3脚、4脚和13脚、14脚为一组；

5脚、6脚和11脚、12脚为一组；

7脚、8脚和9脚、10脚为一组。

2.2.2检查断电器跳线S1、S2是否插反（正常情况下，电平信号断开S2，S1跳接A、B端；触点信号跳接S2，S1跳接A、C两端）。

断电器线路板重点检查LM358芯片是否损坏。

注：

现在控制信号主要有两种：

0704主板为触点、0703主板电平。

3传感器出现断线

3.1故障分析

·传感器及线路故障；

·分站采样电路问题。

3.2故障排除

3.2.1首先判断是传感器、分站、还是传输线路的问题。

观察传感器显示是否正常，若无显示，用万用表测量18V电源，当没有18V电源，应检查传输线路及分站电源箱内18V电源板等。

反之，当有18V电源，说明传输线路及分站电源箱内18V电源板正常，应更换新的传感器。

3.2.2在传感器的显示、频率输出都正常的情况下，说明分站主板采样电路有故障，重点检查LM324、CD4066、CD4051、74HC74、TLP521-4光电耦合器等。

采样部分实物图如下所示。

分站信号采样电路图

3.2.3首先检查LM324芯片4脚和11脚之间的10V供电电压是否正常。

如果不正常，考虑7660负电压发生器，是否损坏。

在用万用表检查输入端电阻值（M0～M8和vss）是否在350欧姆左右，如果在这范围内，继续用示波器测量LM324芯片的输出脚（1脚、7脚、8脚、14脚）的波形。

LM324的1脚波形如图所示。

LM324的1脚波形图

如果没有此波形，说明LM324芯片损坏；反之故障在下一级电路。

同样用示波器测量CD4051芯片的3脚和11脚波形。

CD4051的3脚波形图CD4051的11脚波形图

3.2.4重点说明CD4051芯片的11脚无波形输出，那么CD4051芯片的3脚一定会无正常的波形输出。

11脚也无波形的情况下，可以先断开CD4051芯片3脚再测量，如果断开输出波形正常说明CD4051坏；若不正常则测量81C55芯片的21脚波形，81C55芯片的21脚也无波形的情况下，说明81C55芯片或者外围电路及TLP521-4光电耦合器有故障。

81C55的21脚波形如图所示。

81C55的21脚波形图

4分站数码管无显示

4.1故障分析

4.1.1CPU（89C55）主芯片无+5V的工作电压引起的故障；

4.1.289C55、81C55、6264、5045等器件中有某个器件损坏或短路造成的故障。

4.2排除故障方法

4.2.1依次检查：

三端稳压LM1085、稳压模块B0402等器件的输入输出电压是否正常。

4.2.2测量CPU（89C52）电源脚和地之间的电阻值（正常时为3K左右），如果电阻值变小说明有短路现象，依次检查：

89C52、81C55、6264、5045等主要器件。

分站主板电源电路

5中心站主机不能对分站进行初始化

5.1故障分析

在中心站主机和分站能正常通讯的状态下，分站各采样通道始终处于未定义状态，这种故障现象，可能的原因是：

5.1.162256、74HC373、81C55等器件其中之一有损坏所造成的；

5.1.2X5045损坏所造成。

5.2故障排除方法

5.2.1依次检查：

6256、74HC373、81C55、和CPU（89C61）之间的连线是否有断线的情况，以及各点的是否正常电压。

根据经验：

重点检查74HC373芯片。

5.2.2检查X5045芯片的7脚和CPU（89C61）的9脚是否有断线的现象。

若没有断线的情况，说明X5045不能够存储，需要更换。

6KG9701传感器的常见故障及维修

6.1设备检修流程

一般拿到有故障的设备，都遵循一个维修原则，一看、二摸、三闻、四检测，由简单到复杂、一级一级查找判断故障点并解决故障。

一看：

先打开机盖，看电路板上有没有明显被雷击或电烧而损坏器件。

二摸：

通电以后，摸一摸各集成块的温度，是否有烫手的感觉。

三闻：

通电以后，闻一闻内部电路有没有器件被烧焦烧傅的味道。

四检测：

通电以后，用万用表、示波器等来检测电路关键点的电压、波形。

6.2低浓度甲烷KG9701传感器故障检修方法

6.2.1整机工作电流检测

接上分站18～24V电源，观察机器是否正常工作，检测电流是否在正常范围内（70mA±10mA）。

6.2.2检查稳压电路

6.2.2.1串联式开关稳压电路

该电路将分站提供的18～24V电源通过IC1（稳压芯片MC34063的2脚）输出的V13.4V（±0.1V）稳压。

如图：

串联式开关稳压电路

6..2.2.2线性稳压电路18V直接通过IC3（750L05）输出的5V（±0.1V）稳压；如图：

B、

如果这两个稳压值不正常，就检查前端电源模块、这两颗IC芯片及它们相关的外围电路。

（3）、如果一级稳压正常，接下来就检查二级稳压值是否正常。

二级稳压是指通过一级稳压值得来的稳压。

KG9701传感器电路板上的二级稳压共有三个：

A、一级稳压的3.3V通过LM358、CD1066、晶体管8550、9013后输出的3V（±0.1V）稳压（给催化元件供电）；如图：

B、一级稳压的5V通过7660芯片5、8脚输出的±10V（±0.1V）稳压（给7109供电）；

C、一级稳压的5V通过Z1（LM385）输出的1.2V（±0.05V）稳压（给LM358提供基准电压）；

如果这几个稳压值不正常，就检查这几颗IC及它们相关的外围电路。

如：

三极管S8550、9013、24C02芯片等。

（4）、如果以上稳压值全部正常，应检查其他的相关辅助功能是否正常。

比如LED显示是否正常（有没有缺画或多画的情况）；报警功能是否正常；遥控、按键是否正常等等。

3、KG9701传感器的典型故障分析及维修

（1）、传感器无显示

故障分析：

A、可能是前端电源保护模块烧坏。

（重点检查）

B、R1电阻损坏。

（重点检查）

C、稳压芯片（MC34063）、（重点检查）

D、三端稳压78L05、CPU89C52芯片、ICL7109芯片、MAX813芯片、LM358芯片等有短路现象。

分析及排除方法：

A、根据故障现象，打开后盖用万用表测量电源模块的输出端如没有18V电源，说明电源模块损坏，需要更换。

B、万用表测量MC34063芯片的1、7、8脚有无18V电源，若无18V则说明R1电阻1.5欧姆被烧坏，需要更换相同大小的电阻。

C、万用表测量MC34063芯片输出脚2脚，是否有3.4V的电源，若没有的情况下，应更换MC34063芯片。

D、万用表测量三端稳压78L05三脚5V电压是否正常。

若不正常，可以断开三端稳压78L05的三脚在测量，这样可以判断是前端还在后端电路问题。

当断开后78L05输出不正常，应更换三端稳压78L05。

当断开后78L05输出正常，应检查后部分电路或CPU89C52芯片、ICL7109芯片、MAX813芯片、LM358芯片等有短路现象。

逐一排除直到查到短路点。

（2）、传感器显示“LLL"

故障分析：

A、可能是催化元件无正常工作电压。

B、催化元件内部断丝。

C、ICL7109没有正常工作电压或ICL7109损坏。

析及排除方法：

A、测量催化元件正端3V电压，若测量不正常，应该测量34036芯片的2脚3.5V电压。

当正常后，在测量LM358芯片2、3脚1.2V电压和1脚3V电压。

若测量不正常，应检查LM358外围电路和更换LM358芯片。

B、将催化元件拆出电路，用万用表测量两端电阻（红色和黑色），正常时为10欧姆左右，两端分别和中间端电阻为5欧姆左右（红色、黑色和黄色之间）。

反之，说明催化元件损坏，更换即可。

C、数模转换器（ICL7109）正常工作电压由ICL7660提供的±10电压。

可以先拔起ICL7109芯片，测量ICL7660芯片的5、8脚±10V电压。

如果测量不正常，应更换ICL7660芯片。

若测量电压正常，再插上ICL7109芯片测量40、28脚±10V电压。

若有异常，则更换ICL7109芯片。

（3）传感器显示“888”

故障分析：

A、复位电路及MAX813芯片损坏。

B、CPU89C52损坏或者没有工作。

分析及排除方法：

A、传感器通电首先由CPU（89C52）9脚输出高电平由MAX813为主的复位电路完成。

应重点检查或者更换MAX813。

B、CPU89C52是整个传感器的核心，当工作电压不正常或外围振荡电路没有起振，都会引起显示“888”的现象。

如没有振荡频率，则更换外围晶体或者电容等。

如工作电压不正常，则更换P89C52芯片。

C、如果传感器用在井下出现“888"的现象，应该先考虑传感器和分站之间的距离太远所造成，可以缩短分站和传感器之间的距离。

（4）、传感器显示数值乱跳

故障分析：

A、线路板连线接触不良。

B、催化元件老化。

分析及排除方法：

A、打开后盖，仔细检查内部接线柱、芯片插件等。

对松动的接线柱、芯片等重新插即。

B、载体催化元件一般的寿命都在一年左右，长时间使用出现漂移，并且达不到相关要求，应该更换催化元件。

（5）报警时无声无光

故障分析：

A、报警灯或者蜂鸣器损坏。

B、集成器件CD4011、晶体管8550、9013。

分析及排除方法：

A、检查报警灯及蜂鸣器连接线是否有脱落现象，若没有的情况，可以先用镊子短接报警灯接线柱（D3、GND之间）。

如果有报警声，说明报警灯坏，更换即可。

B、在确定上述器件完好的情况下，再检查电路元件，主要检测CD4011的供电及周围电路，晶体管8550、9013等，查出更换即可。

（6）传感器接受不到遥控信号

故障分析：

A、遥控接收头（SFH）、晶体管9013损坏。

B、集成器件BL9149解码芯片坏。

C、集成器件CD4069反相器坏。

分析及排除方法：

A、在确定遥控器完好的情况下，按下遥控器上任意一键，用示波器测BL9149的2脚，应当有一个方波输出，若没有波形输出，则表明遥控接受头（SFH）或晶体管9013损坏，需要更换。

B、如果集成器件BL9149的2脚有接受到来自遥控器的信号，在分别测量BL9149的3、4、5脚分别对应"选择”、“上升”、“下降”输入信号，若没有正确的方波输出，则说明BL9149集成器件损坏或外围三支0.1uF的电容损坏。

需要更换。

C、在判断以上器件完好的情况下，同样用示波器测量CD4069的2、4、6脚的波形是否1、3、5脚波形相反，如果波形没有翻转，说明CD4069反相器损坏，更换即可。

（7）传感器无频率信号输出

故障分析：

A、LED频率指示灯坏

B、R53电阻烧坏。

C、晶体管S8550损坏。

D、连接线被腐蚀掉。

分析及解决办法：

A、直接用万用表蜂鸣档测量发光二极管，若发光二极管亮，说明发光二极管好的，反之，需要更换发光二极管。

B、直接用万用电阻档在线测量电阻，若大于100欧姆，说明电阻损坏，需要更换。

C、直接用万用表电阻档测量三极之间的电阻值或者在线电压等方法，判断晶体管是否损坏，予以更换。

D、当以上所有器件都是好的情况下，在测量从发光二极管负端连接到输出接线柱之间的铜箔是否被腐蚀掉，如果没有找到明显的地方，可以用连接线直接相连即可。

（8）、在检测状态下显示“H.H.H”

原因：

表明该传感器进入保护状态，因瓦斯浓度超过其测量范围。

解决办法：

取下该传感器航空插头线，重新插上，使该传感器重新初始化，进入正常工作状态后重新进行调校。

（9）、在自检状态时,显示2.AA或2.bb

出现此符号后,说明传感器测量桥路偏移过大,应对传感器进行硬件调零。

打开后盖,通电20分钟后,同时按下遥控器或传感器上面的三个按键数秒钟,然后立即按动选择键,使仪器小数码管显示为“1”,再用螺丝刀调节电位器P1,使传感器显示为零。

进行此操作后,必须用标准气重新校对传感器后方可下井使用。