1、KJ2007G31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瓦斯闭锁功能。
3、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。KJ2007G32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。分站的连接方式如图 2.1 所示：通
4、讯板显示板8 路 （ 混合信号 ）输入控制输出及其反馈电源箱R S 4 8 5 接口备用接口C A N 通讯接口风电瓦斯闭锁解锁装置分站主板图 2.1 分站连接方式示意图KJ2007G33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
5、平型输出，作风电瓦斯闭锁装置时可扩展第 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
6、通信速率与距离分站与中心站的通讯速率：5Kbps；最大通讯距离 3Km。6供电参数分站工作电压：+12V 允许电压波动范围： 11.313.0分站工作电流： 450mAKJ2007G34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。X5X 3X 1X 1 1X 1 4X 1 3X 1 5X 7X 6 / X 8X 1 2X 2 0X 2 0Y 2Y 3X 2 5X 2 4X 2 3X 2 2X 2 1X 9 X 1 0箱体Y 1图 4.2 KJ
7、2007G3 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。KJ2007G35X5：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：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
8、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。X20：4 芯密封航空插头座，通讯口， FSK 通讯输入输出接口。X21：19 芯密封航空插头座，模入 1 口，14 路传感器信号输入接口。X22：19 芯密封航空插头座，模入 2 口，58 路传感器信号输入接口。X23：10 芯密封航空插头座，开出 1 口，12 路开出信号及其反馈信号输入输出接口。X24：10 芯密封航空插头座，开出 2 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
9、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。O N1 2 3 4 5 6 7 8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 OFF 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 1 2 3 4 5 6 7 8码 值 1 2 4 8 10 20 40 80开关标识 OFF OFF OFF OFF OFF O
10、FF OFF OFF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 8+11） 。KJ2007G36O N1 2 3 4 5 6 7 8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=140+110+1 1） 。O N1 2 3 4 5 6 7 8图 4.5 拨码开关图实例 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，两头一一对应焊线。隔爆电源箱内+12V 板提供 1 路+12V 本安电源，通过
11、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。736482 1 V G 22 1 V 2 +X 2 1672 1 V 1 +2 1 V G 17348
12、2 1 V 3 +71 2 V GX 2 2X 2 3X 2 4图 4.6 分站 21V 电源分配方案第四节 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。KJ2007G37X 2 1第 1 4 路输入信号X 2 2X 2 3 X 2 4第 5 8 路输入信号第 5 6 路输入信号第 7 8 路输入信号( 限触点 、 0 / 1 / 5 m A 开关量反馈信号 )图 4.7 分站
13、接入传感器分配方案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）可以接入的传感器制式有所不同：14 路可接入 4 线（电源+，信号+，信号-，电源地）或 3 线制传感器（电源+，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
14、，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” 。第三步：参照图 4.84.9 接入传感器。拨码方式详见主板跳线说明和附表 2；123567 41 01 11 291 41 51 61 31 71 81 98模入 1 +模入 2 +模入 3 +模入 4 +2 1 V G 12 1 V 2 +2 1 V 1 +2 1 V G 1模入 1 -模入 2 -模入 4 -模入
15、 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；KJ2007G38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 S39 必须拨“B” ，否则
16、拨“A”；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；123567 41 01 11 291 41 51 61 31 71 81 98模入 5 +模入 6 +模入 7 +模入 8 +2 1 V G 22 1 V 3 +2 1 V 2 +2 1 V G 2图 4.9 X22（模入 2 口）接线图注：接入 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。第五节 开关量输入1断电器反馈信号输入KJ2007G3 井下分站输入
17、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
18、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
19、感器。KJ2007G39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S13-S16 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
20、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 12V 地使用）控制声光报警器报警。12356741 098开出 1 A开出 1 B1 2 V 地反馈信号 1( 模入 5 + )1 2 V 地反馈信号 2（ 模入 6 + ）开出 2 B开出 2 AV o u t 52 1 V 3 +图 4.10 X23（开出口 1）接线图图 4.11
21、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。12356741 098开出 3 A开出 3 B1 2 V 地反馈信号 3( 模入 7 + )1 2 V 地反馈信号 4（ 模入 8 + ）开出 4 B开出 4 AV o u t 6 ( 备用 )2 1 V 3 +图 4.11 X24（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；KJ2007G310S35 和 S37 全拨“B”时对应开出第 3 路输出
22、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”时对应开出第 12 路输出
23、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
24、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。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 4.12 所示：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 200 2000Hz）传感器时：对应通道的 S9-S12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
