KHP260皮带机说明书资料.docx
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KHP260皮带机说明书资料
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KHP260-K煤矿用
带式输送机保护控制装置
使用说明书
出版日期:
2012年6月25日V1.0
南京双京电器集团有限公司
第一章概述
（一）装置简介
KHP260-K矿用带式输送机保护控制装置是我公司在KHP170矿用带式输送机保护装置基础上，重新开发研制的新一代产品。
可实现对顺槽皮带、固定胶带机等设备的保护及乳化泵清水泵的控制、实现皮带沿线对讲、故障检测、全中文汉字显示及语音报警等功能。
装置采用的是嵌入式技术，上位机采用WinCE6.0平台嵌入式计算机，处理器采用最新ARM9高速处理器核心技术，并配有一个标准串口，串口通讯采用modbus通讯或485通讯；具有以太网通讯接口，可以与外界计算机或其它采用modbus通讯方式的设备配接实现联机通讯；具有一个USB接口可以方便现场操作。
该产品可以实现从设备启、停控制到工作电流、电压显示、皮带速度检测和显示、煤仓煤位检测、拉线急停开关对位显示、高低煤位停机，张力值实时在线显示。
具有故障记忆，运行时间统计及存储等功能。
本装置控制的皮带机沿线采用CAN总线进行数据传输，数据传输距离长，误码率低，是目前同类产品中传输距离最长，最长可达8km。
产品操作简单，维护方便，可用于从工作面到顺槽皮带；从单条运输胶带到多条皮带控制，另外可以根据煤矿井下实际工作环境，灵活的配置。
（二）装置使用环境
1）大气压为（80～106）kPa。
2）环境温度：
-10℃～40℃。
3）环境相对湿度≤95%（25℃）。
4）含有甲烷、煤尘爆炸性混合物的矿井中。
5）无滴水及其他液体浸入的地方。
6）无强烈振动冲击的环境中。
7）本套系统中所使用的电源是专配电源，使用过程中不得使用其它电源进行替换，如果有电源模块损坏，请立即更换新的电源模块，一定不要擅自维修，以免影响本安防爆性能，造成设备故障，影响生产。
8）定期对系统进行检查，经常进行防尘，防水处理。
（三）装置组成及原理框图
1.本装置由以下部分组成：
1）KHP260-K-Z型主机：
用于皮带等设备控制、监测及显示。
2）KDY127/18型电源箱：
用于给本套装置提供电源。
3）KTK18系列扩音电话：
可以实现拉线急停、沿线闭锁、通话、打点预警等功能。
4）KHJ5/18型急停闭锁开关：
可以实现拉线急停、沿线闭锁。
5）KJS18型本安型输入输出：
即远程控制分站，也被称为下位机。
用于远距离信号传输和远
程控制。
6）KHP260-K-ZD型终端：
用于系统的末端对整套装置的电压数据进行采集并反馈给主机进行处理显示。
7）各种传感器：
用于带式运输机的保护。
8）MHYBV7型煤矿用通信电缆：
具有钢丝屏蔽护套、双重屏蔽、两头采用不锈钢快速插头。
9）KDG1/127型断点主机：
用于控制非本安设备，例如：
电磁阀等。
10）其他产品：
根据矿方要求。
2.系统原理框图（根据实际情况配置）
（四）装置主要技术参数
1）额定工作电压：
127V；
2）装置的信号传输采用CAN总线传输，传输速率为5kbps；
3）语音报警声音响度不小于90分贝；
4）装置模拟量采集转换误差小于5%。
（五）装置功能
1.控制工作面设备和带式输送机等设备：
1）工作面设备：
各种泵站及冷却水设备。
2）胶带运输机:
斜井胶带运输机、水平运胶带运输机。
2.控制方式：
具有单点控制，单机控制，和检修模式三种方式。
在单机控制时该装置主机可以可控制单台皮带。
设定连锁控制时具有连锁功能，即某一台皮带故障停机时，向其供煤的输送机连锁停机；起动时具有逆煤流延时顺序起车功能，延时时间为10s±5s。
主机连锁控制时设置主机台数一般不超过8台皮带。
a）单点控制时，主机发出起车命令后，很快停车，主要用于检测皮带运转方向是否正确。
防止误操作。
b）检修模式，主要是当某台皮带出现故障时，进行检修时，打到检修模式。
此时，该台皮带与前后皮带不联锁，即使配置联锁也不起作用。
当皮带检修完成时，将主机设置到正常模式。
3.语音报警功能：
无论在联锁方式或单机控制方式下，主机均有起车延时功能、语言预警功能、故障停车保护功能、故障显示功能、故障语音报警功能。
装置的各种功能及保护特性如下：
4.设备保护功能：
1）起/停开关量输出信号接入皮带电控的起、停回路中。
皮带正常运行时接点闭合，故障保护时接点断开。
2）装置应能在输送机产生跑偏、沿线停车、断带、煤位堵塞、烟雾、打滑、撕带、超温等故障时进行报警及切断输送机主电机控制电路，使主电机停止工作。
5.显示功能：
采用10.4寸全中文彩色液晶屏进行显示，能够以各种形式（包括图形、动画和汉字）显示设备及传感器的当前状态具有被控设备运行状态的显示。
6.联网通信功能：
主机具有以太网接口，可以将井下的设备工作状态和参数上传到井上，在井上计算机进行显示和控制。
7.多机控制：
一台主机，可以同时控制最大不超过八条皮带。
8.多机连锁：
本套装置主机不仅可以单机运行，也可以多机运行，本主机具有两路CAN总线接口，一路用于中位机的控制，另一路用于多台主机之间，不需要再单独铺设通信电缆，通过系统自身沿线所带的七芯电缆，就可实现彼此数据通信和信息交换，这大大减轻了多机系统的安装和维护费用。
9.参数设置功能：
通过主主机上的参数设置功能，进行参数设置和调整，不同的设置实现不同的逻辑控制，通过简单的培训就可以自由调整参数。
10.通话电话：
通话采用半双工通信方式，声强达107分贝，清晰度高。
11.拉线急停闭锁功能：
不再需要单独铺设另外的钢丝，只需拉动系统自身的电缆，就可实现急停,并显示急停位置。
12.远程启停控制：
通过外接一个远程控制按钮盒，可以实现远程启停控制操作，方便井下人员实时操作。
13.分布式控制：
在系统中可串接智能输入输出，它本身带有4路输入和输出。
输出为开关量，可分别单独设定成与闭锁联锁或与闭锁不联锁；输入可接入开关量或模拟量。
有了它，不需从主机另外布线，就可实现数据远程采集和远程控制。
14.电缆及接插件：
在本套装置中，采用了七芯双屏蔽双护套强拉力阻燃电缆，两端的接插件采用快插头技术，定位销卡好后，接触良好，接插件外壳为精铸不锈钢，插头、插座采用“U”型销快速连接。
第二章装置系统组成
（一）KHP260-K-Z型主机
外形尺寸:
长×宽×高（615×356×357）
图（2-1）KHP260-K-Z型主机前视图
1.主机组成部分
1）嵌入式计算机：
KHP-ZKQ工控机：
此模块由嵌入式计算机和10.4吋LCD彩色显示器和其他相关组件组成。
它负责大部分控制、显示、信息处理工作。
2）沿线检测模块KHP-CS,CS控制板（又称CS模块）：
它和沿线扩音电话、智能型输入输出、终端等设备通过七芯电缆相连，对沿线的状态进行查询，将数据信号传输给上位机（比如哪台电话按下闭锁、沿线在何处断路、智能输入输出的输入值、下皮带状态等信息），在台主机中，最多可安装2个CS模块，这两个模块完全通用，但根据插在母板的位置不同，系统自动将它们区分为CS1和CS2；且可独立工作。
3）输入输出模块：
KHP-IO（即输入/输出模块）：
在主机上有对应的输入输出端口，将传感器接到相应的端口上，通过输入输出模块将传感器接入到系统上，对其工作状态进行采集.
主控模块通过I/O模块对主机附近非常集中的输入、输出点进行采集和控制。
每一个I/O模块均带有10路开关量输出（前6路可通过硬件选择设定是否与强制闭锁联锁,而后4路无硬件强制闭锁；但10路输出均可通过软件选择是否与闭锁连锁）；带有12路开关量或频率量输入。
在一个主机中，最多可安装2个I/O模块。
这两个模块完全通用，但根据插在母板的位置不同，系统自动将它们区分为IO1和IO2。
4）语音报警模块---型号：
KHP-SP（又称SP模块）：
用于设备启、停及各种故障的语言报警。
一个主机安装一块。
5）母板---型号：
KHP-ZB.
在每台主机内部，都有一块安装板，其上有8个白色96芯插座。
除了CPU模块，键盘模块外，其它上面提到的模块均插到这个安装板上，我们将其称为母板。
其结构如下图：
图（2-2）各模块在母板上的位置
☆跳线的含义：
每一个I/O模块均有10路输出口，其中前六路输出可以通过上图中对应的跳线组从硬件级设定是否和闭锁连锁。
“硬件级与闭锁连锁关系”是指某一个输出口（即继电器）跟沿线闭锁有一个硬件上的连锁关系，当沿线有闭锁时，该继电器就断开并无法闭合。
下图中给出了IO1跳线组6个跳线与IO1模块前六路输出的对应关系。
（IO2的设定与IO1相同）
图（2-3）跳线的定义
例如你想让IO1的第3路输出在硬件上和闭锁连锁，就将上图中跳线组的“3”号短路子去掉即可。
如你想让第6路在硬件上和闭锁不连锁，就将跳线组中的“6”号短路子插上，使“6”号的两个针短接即可。
“程序级与闭锁连锁关系”是指某一个输出口由计算机程序控制与闭锁的连锁关系。
如在程序参数中设定此输出口与闭锁连锁，当沿线有闭锁时，主控模块会按照程序通知IO模块将该继电器断开。
在参数设定中有一项可以调整某设备是否与闭锁连锁，这是用于设定“程序连锁”。
☆注意：
如你将某一路的短路子从跳线组上拔去，从而在硬件级上将该路设定为与闭锁连锁，那么你必须在参数设定中也将该路设定为“与闭锁连锁”。
否则的话会出现有闭锁时该设备停机，但一旦闭锁解除，该设备马上重新启动的情况。
这非常危险！
如果你将某一路在硬件级上设成与闭锁不连锁，你仍可以从参数上设定该设备和闭锁连锁，此时有闭锁时同样会停机。
但你要知道这种连锁是程序级的连锁，与硬件无关。
所以我们并不推荐这样做。
我们推荐的方式是：
如果你在参数中设定该输出和闭锁连锁，你就应该将该路对应的短路子拔去；如果你在参数中设定该输出和闭锁不连锁，你就应该将该路对应的短路子插上。
IO1、IO2模块的后4路输出在硬件级都与闭锁不连锁，一般用于控制和闭锁无关的设备（比如泵）。
☆闭锁选择：
因为一台主机可以带有两路沿线，为了实现CS2沿线闭锁后也能强制闭锁某些输出，特设置了一个“闭锁选择”拨码开关。
该开关的拨码位置定义如下：
左侧拨码开关：
ON
左侧拨码开关：
OFF
右侧拨码开关：
ON
不允许
IO1前六路和CS1闭锁联锁
IO2前六路和CS1闭锁联锁
右侧拨码开关：
OFF
IO1前六路和CS1闭锁联锁
IO2前六路和CS2闭锁联锁
IO1前六路和CS1闭锁联锁
IO2前六路的短路子必须插上
根据上表可以看出，IO2的前六路输出可以通过拨码开关设定成：
要么与CS1沿线闭锁联锁、要么与CS2沿线闭锁联锁。
而IO1的前六路输出只能和CS1沿线闭锁联锁。
注意：
根据上表可以看出，在使用中应避免出现左右侧拨码开关在同侧的情况！
6）键盘模块---KHP-JP:
通过USB接口连接到工控，用于检测各按键值，然后将键值上传给主控模块。
7）以太网接口：
主要用于本机下载更新程序用，以及通过以太网上传数据到地面计算机。
8）主机主要工作原理及流程
●
主机内部工作流程图
图（2-4）主机内部工作流程图图（2-5）主机控制框图
由图（2-4）、（2-5）可以看出KHP260-K集中控制装置采用工业控制模块化设计理念，将具有独立功能的控制部分分解为若干模块，各个模块之间可以独立工作，如果其中一个有问题，直接换掉不影响其他模块使用，通过配置相应的参数，选择相应的功能，即可插上对应的模块，类似电脑的功能扩展（具体介绍将在参数设置中讲解）。
各个模块彼此完成不同的功能，又同为主控模块服务，形成一集中和分布式控制有机集合的智能型控制系统。
2.主机的输入、输出介绍
1）输入部分
外来的输入点是通过光耦隔离后，接到模块中的单片机输入管脚的。
输入电路原理图见下图：
图（2-6）输入电路原理图
上图中的“18”是芯片的第18管脚，用于检测输入。
K是外界的输入（开关量）。
当K闭合后，光耦中的二极管发光，对应的三极管导通，18脚接地，芯片检测到该脚为低电位，认为外界闭合。
当K断开后，二极管不发光，三极管不通，18脚通过电阻接＋5V，单片机检测到高电位，认为输入断开。
所以，单片机就是通过检测输入管脚的高低电位，来判断外界的输入是通还是断。
图（2-7）输入在主机与下位机中的接线对比图
从图中可以看出输入输出（即下位机）的接法与主机有所不同，在下位机中外接开关量输入时，必须接入电阻。
2）输出部分
☆KHP260型主机单个IO模块提供10路输出，模块上继电器的通断用来控制设备的启、停。
图（2-8）输出电路原理图
当IO控制模块输出低电平，光耦合D2导通，继电器J1动作，设备启动。
同时系统给IO控制模块信号反馈，以保证输出继电器始终处于吸合状态，以保证全系统能正常可靠运行。
对于输出而言，本主机及下位机输出端口提供继电器触点，根据本安电路要求需要串联一个二极管。
（二）KDY127/18型矿用隔爆兼本质安全型直流电源箱
电源箱外形尺寸：
598mm×425mm×293mm。
图（2-9）KDY127/18型电源箱图
1.KDY127/18型矿用隔爆兼本质安全型直流电源箱原理和组成：
电源箱采用单隔爆腔体结构，共设有3个出线嘴，其中一个作为进线嘴，2个作为出线嘴。
电源的功能是把输入端AC127V经过降压、整流、稳压、本安处理后输出DC18V、DC12V、DC5V电压，供给本安设备电源。
1）输入的交流电通过两个保险管、一个电源滤波器，接到变压器上，从变压器出来后给到各个电源模块。
电源箱内部接线见图（2-10）
图（2-10）KDY127/18型电源箱内部接线图
2）KDY127/18型本安电源箱上有两根七芯电缆连到主机：
见（2-11KDY127/18后视图
图（2-11）KDY127/18型电源箱后视图
●七芯电缆（带不锈钢插头）：
第一组线：
兰色--七芯电缆插头1号端子----接电源A5V模块（正）
无色--七芯电缆插头2号端子----接电源A5V模块（负）
第二组线：
兰色--七芯电缆插头3号端子----接电源B5V模块（正）
无色--七芯电缆插头5号端子----接电源B5V模块（负）
第三组线：
兰色--七芯电缆插头6号端子----接电源A12V模块（正）
无色--七芯电缆插头7号端子----接电源A12V模块（负）
接地线固定在电源壳内接地螺栓上。
●七芯屏蔽电缆接线（不带插头）：
第一组线：
七芯屏蔽电缆中红色线------接电源A18V模块（正）
七芯屏蔽电缆中黄色线------接电源A18V模块（负）
第二组线：
七芯屏蔽电缆中兰色线------接电源B12V模块（正）
七芯屏蔽电缆中灰色线------接电源B12V模块（负）
第三组线：
七芯屏蔽电缆中绿色线------接电源B18V模块（正）
七芯屏蔽电缆中棕色线------接电源B18V模块（负）
注意：
第三组线根据需要时接线。
接地线固定在电源壳内接地螺栓上。
3）注意：
在安装时，只需将不带插头的六芯电源线按上面的颜色接到主机内部的对应端子排上即可。
电源箱外壳有接地螺栓需外接地。
4）各个电源模块用途：
●A5V电源模块：
用于给主控模块中嵌入式工控机及键盘部分供电。
●B5V电源模块：
用于给主控模块中液晶屏供电。
●A12V电源模块：
用于给主主机内部中位机供电。
●B12V电源模块：
用于给外部传感器供电。
●A18V电源模块：
用于给CS1沿线各个模块供电。
●B18V电源模块：
用于给CS2沿线各个模块供电（只有用CS2沿线控制时才配置）。
（三）KTK18型系列组合式扩音电话
KTK18型系列扩音电话是我公司独立开发完成的，是整套装置中的重要组成部分，是一种组合型产品。
主要有语音报警、打点、闭锁按钮、拉线急停等功能。
系统可通过该系列产品对被控设备进行闭锁、通话及数据采集。
该产品同时可以在井下短时间断电的情况下，可以相互之间通话对讲，保持联系。
是保证煤矿井下人员安全，安全生产、提高生产效率的重要保证。
1.KTK18-A型组合扩音电话介绍:
组成：
语音处理模块（型号：
KYDH-1）、扬声器（型号：
KYDH-2）、闭锁板（型号：
KYDH-3）、送话器（型号：
KYDH-4）、闭锁开关（型号：
KYDH-5）等。
1）外形尺寸（单位：
mm）：
360×165×152.
图（2-12）KTK18（A）型带闭锁扩音电话
2）功能：
具有扩音电话的基本功能，具有急停闭锁，沿线通话，闭锁指示，启停报警等功能。
3）扩音电话内部接线见图（2-13）
图（2-13）KTK（A）扩音电话内部接线图
2.KTK18-B型组合扩音电话介绍:
组成：
语音处理模块（型号：
KYDH-1）、扬声器（型号：
KYDH-2）、闭锁板（型号：
KYDH-3）、送话器（型号：
KYDH-4）、闭锁开关（型号：
KYDH-5）,打点组件（型号：
KYDH-6）等。
1）外形尺寸（单位：
mm）：
360×165×152.
图（2-14）KTK18（B）型带闭锁扩音电话
2）功能：
具有扩音电话的基本功能，具有急停闭锁，沿线通话，闭锁指示，启停报警等功能,具有预警打点功能。
3）扩音电话内部接线见图（2-15）
图（2-15）KTK（B）扩音电话内部接线图
3.KTK18-C型组合扩音电话介绍:
组成：
语音处理模块（型号：
KYDH-1）、扬声器（型号：
KYDH-2）、闭锁板（型号：
KYDH-3）、送话器（型号：
KYDH-4）、拉线闭锁机构（型号：
KYDH-6）等。
1）外形尺寸（单位：
mm）：
360×285×152.
图（2-16）KTK18（B）型带拉线急停闭锁扩音电话
2）功能：
具有扩音电话的基本功能，具有急停闭锁，沿线通话，闭锁指示，启停报警等功能,具有拉线闭锁功能。
3）扩音电话内部接线见图（2-13）
4.KTK18-D型组合扩音电话介绍:
组成：
语音处理模块（型号：
KYDH-1）、扬声器（型号：
KYDH-2）、闭锁模块（型号：
KYDH-3）、送话器（型号：
KYDH-4）、拉线闭锁机构（型号：
KYDH-5）,打点组件（型号：
KYDH-6）等。
1）外形尺寸（单位：
mm）：
360×165×152.
图（2-17）KTK18（B）型带拉线急停闭锁扩音电话
2）功能：
具有扩音电话的基本功能，具有急停闭锁，沿线通话，闭锁指示，启停报警等功能,具有拉线闭锁，预警打点等功能。
3）扩音电话内部接线见图（2-15）
5．扩音电话语音模块介绍
语音处理模块在工作时由内置电池供电，外电路电源只需给语音模块电池提供一定量的充电电流即可。
语言处理模块分两种，一种是不带预警打点的，型号为KTK18-I，主要用于KTK18-A和KTK18-C型两种；一种是带预警的，型号为KTK18-II,用在KTK18-B和KTK18-D扩音电话中.
这两种模块的外形图见下图：
图（2－18）两种语言处理模块外形图
1．技术参数
供电电压为：
13.5～20V充电电流：
15～30mA分四档可调
扬声器规格：
功率：
5W，阻抗：
8。
2．工作原理
●语言处理模块仅有三根线与系统相连：
+18V、音频线、18VGND。
其与其他语言模块的联系如下图所示：
图（2－19）语音处理模块与系统连接图
●语音处理模块介绍：
语音处理模块内部的充电电流可以通过K调节，充电电流在15、20、25和30mA四档可调，通常出厂时设定为20mA。
充电电流（K拨动开关）调节方法
充电电流值
K-1位置
K-2位置
15mA
OFF
OFF
20mA
ON
OFF
25mA
OFF
ON
30mA
ON
ON
●音量调节
W1为送话音量调整电位器，W2为放音音量调整电位器，一般顺时针方向旋转电位器可增大音量。
（四）KHJ5/18型拉线急停闭锁开关
拉线急停闭锁开关由以下部分组成：
闭锁模块（型号：
KYDH-3）、闭锁机构组件（型号：
KYDH-5）、及电缆插座拉线闭锁机构等。
外形尺寸：
285mm×130mm×140mm；
图（2-20）KHJ5/18型拉线急停闭锁开关
●功能：
与KHP260-K-Z型主机配接实现沿线闭锁、故障报警以及拉（电缆）线急停等。
●接线图：
KHJ15/18型拉线急停闭锁内部接线见图（2-21）
图（2-21）KHJ5/18型拉线急停闭锁开关接线图
（五）KJS18型矿用本安型输入输出
KJS18型本安输入输出设备（我们也将其称为“下位机”、“分站”等）是我公司为配合煤矿现代化控制理论而开发的中继设备。
整套装置系统可以看作一个由主站KHP260-K-Z型主机和若干KJS18本安输入输出构成的集中加分布控制系统。
分站负责远程数据的采集、通讯，直接参与控制，在分站的配合下实现整个系统的扩展与延长。
在4公里的沿线，可最多串接15台分站，分站带有4路输出，4路开关量或模拟量输入。
且分站无需设址，只要接入系统，主机会自动识别，将离主机最近的设置为1号下位机，然后根据远近，依次设置为2-15。
从而实现集中-分布式控制。
本设备具有以下优点：
1）地址自动识别，不需要设址；
2）外观小巧、功能可靠、维护方便；
3）本机有输入输出，带有4路输入和4路输出，使用方便；
4）两端采用快插式接头，不分方向，安装灵活方便；
5）沿线的保护和控制可就近接入，可节省大量电缆；
6）所有输入接口都可接入开关量或模拟量。
1.KJS18型本安输入输出常用部分介绍:
●组成：
主要有输入输出部件板组件、接线端子。
●外形尺寸：
308mm×184mm×90mm
图（2-22）KJS18型本安输入输出
●输入输出部件板组件见下图（2-18）：
图（2-23）KJS18内部输入输出部件板组件图
！
注意：
在输入端接开关量时必须串接一个1K电阻并且再并联一个22K电阻。
☆功能：
配合KHP260-K-Z型主机实现远程数据采集、通讯控制。
接线端子：
KJS18本身有四路输入四路输出。
输出端为开关量用于设备的控制，输入端用于开关量和各种模拟信号的采集。
●内部接线图：
图（2-24）KJS18本安输入输出内部接线图
●和外接设备的连接图：
图（2-25）KJS18本安输入、输出外部接线示意图
（六）MHYBV7型矿用七芯屏蔽拉力电缆
●电缆线号及功能见下表：
线号
用途
线号
用途
线号
用途
线号
用途
1#线
音频线
3#线
+18V
5#线
18V地
7#线
通信CAN总线
2#线
闭锁线
4#线
数据线
6#线
通信CAN总线
●6#、7#线是在同一个屏蔽内的双绞线；4#数据查询线自己在一个屏蔽层内，所有的线都放在一层抗拉力的钢丝屏蔽中。
注意：
当需要将两根断电缆接上时，一定要牢记以下四点：
1）两根断电缆外护套和内护套之间的钢丝应彼此连接起来，以达到屏蔽干扰的作用。
（如果钢丝太硬，可在两端各留少许，再找些铜丝将其连接）。
2）两根断电缆的4＃线外层屏蔽线也要彼此连接起来。
3）两根断电缆的6＃7＃线之间的屏蔽线也要连接起来。
4）但这三个屏蔽层（外护套和内护套之间的钢丝、4＃线外层屏蔽、6＃7＃线外层屏蔽）千万不能彼此连接！
！
5）MHYBV-7电缆长度可根据用户要求而定，但长度应在2～200米之间。
（七）KHP260-
升级会员 