KJ2007F1型分站使用简介.doc

KJ2007F1使用简介
第一章 概述
KJ2007F1井下分站为爆炸性气体环境用防爆电气设备，用于煤矿井下具有煤尘、瓦斯的爆炸性气体环境中。KJ2007F1井下分站为KJ2000N煤矿安全生产监控系统中的一个重要配套部件，+12V供电电源由KDW6B矿用隔爆兼本安型电源箱提供。KJ2007F1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。
KJ2007F1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。
KJ2007F1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。

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第二章 主要技术参数
1．分站容量
模拟量输入：频率型，具备200～1000Hz（或200～2000Hz），不多于16路；
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16路；
模入+开入为16点，模入和开入可以互换。
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）；
模拟量输入检测精度：±0.5%(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）
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5000波特率；最大通讯距离5Km。

第三章 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4.1 KJ2007F1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。
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
1
2
4
8
10
20
40
80
开关标识
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
如图4.3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+1×1）。

图4.3 拨码开关图实例1
如图4.4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=1×40+1×10+1×1）。

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。

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
KJ2007F1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
KJ2007F1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。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两态传感器。接线方式参看图4.6～4.9。
4．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。
第一步：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；
第二步：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”。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。

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4.10 X11（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，X11和X12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
KJ2007F1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4.11 X16（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4.12 X19（开出4口）接线图
当各路都输出触点信号时，主板上跳线：
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。
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 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1~6路传感器测量数据及各种状态。如图4.17和图4.18所示。

图4.17 第一屏显示通讯接收画面

图4.18 第一屏显示通讯发送画面
第二屏：与第一屏显示形式相同，显示输入的7～12路传感器测量数据。如图4.19所示。

图4.19 第二屏通显示数据画面
第三屏：显示输入的13～16路数据和1～8路继电器开出状态。如图4.20所示。

图4.20 第三屏通显示数据及状态画面
第一屏到第三屏显示格式为：
1. 屏号显示分别为“1”、“2”、“3”。
2. 当右上角显示“"”或“!”时通讯进入正常执行,其中“"”表示通讯接收，“!”表示通讯发送。
3. 当左下角显示“D”时为直流供电状态，无显示则为交流供电。
4. 继电器状态显示解释：T：开出继电器复电 K：开出继电器断电
5. 数据显示内容解释：
数据 ：为模拟量实时显示传感器实时值
―――――：表示模拟量输入断线
HHHHH：表示开入量输入动作
LLLLL ：表示开入量输入不动作
DDDDD：表示开入量输入断线（只有1～12路有此功能）
##### ：表示未定义传感器
分站模拟量的实时显示范围由中心站根据传感器的类型在初始化确定。
第四屏：显示17～28路智能开停传感器的状态。如图4.21所示。

图4.21 第四屏通显示智能开停传感器状态画面
第五屏：显示29～32路智能开停传感器的状态及1～8路继电器的开出状态。如图4.22所示。

图4.22 第五屏通显示智能开停传感器状态及继电器开出状态画面
第四屏到第五屏显示格式为：
1. 屏号显示分别为“4”、“5”。
2. 数据显示表示第17路到第32路智能开停传感器状态：
“HH”表示开；“LL”表示关；“DD”表示断线；“##”表示该路没有定义。
3. 其它符号含义同前三屏。
第九节 分站通讯板使用方法
11.通讯板跳接线设置
通讯板上S3决定CAN BUS通讯线120欧姆终端电阻是否有效，短接时终端电阻有效。
2.分站通讯接线方式
CAN总线接入分站的X20通讯口，接线方式如图4.17所示。注意CAN通讯线是双线有极性的，连接时如果方向接反，将无法通讯。

图4.17 X20（通讯口）接线图
同一段CAN总线上终端电阻应有两个，其一接在主干电缆的末端三通上或者在末端分站内部的通讯板上（跳线即可），另一个在交换机的CAN 适配卡上（跳线即可）。
终端电阻的作用是吸收信号线上电脉冲的多余能量，防止反射形成信号混淆，而信号混淆将导致通讯错误。频繁的通讯错误，会导致CAN 总线重置。如此循环将使CAN 总线根本无法正常通讯。

图4.18 CAN总线终端电阻配置图
CAN 总线主干电缆应从头至尾为一根“直肠子”，不允许较长的分支。具体来讲，三通左右两端用于连接主干电缆，丁字端只能连接CAN 节点，而不能接入主干电缆。尤其在主干分支达到相当长度时，CAN总线必定出现通讯不稳定现象。此时只能取消主干电缆分支。
正确的做法是：首先将三通接头布置在应安装的CAN 节点附近，然后将主干电缆走线至各三通接头互连，而所有三通丁字端只用于连接CAN 节点。
检查主干电缆是否有螺丝松动，引起接触不良现象主干电缆的芯线与插头的连接是靠小螺丝固定的，如果某一根线螺丝未上紧，接触不良也会出现总线通讯超时或某一个传感器超时现象，此时通讯时好时坏，当出现某一个传感器超时现象时，应注意检查对应节点的插头，有无线头螺丝未上紧的现象，并排除故障。

图4.19 CAN总线井下布线图
3．通讯状态显示
通讯板上左侧有两个双色灯。若CAN通讯正常，则通讯灯V1交替闪烁；若分站处于通讯接收状态，则通讯灯V2交替闪烁。若V1和V2同时常亮，则表示CAN通信信号不正常。

附表4 电流/频率混装型KJ2007F1井下分站跳线表

路

频率型或开入型传感器
触点型传感器

1

S61、S62跳A；S1、S2跳A
S61、S62跳A；S1、S2跳B

2

S63、S64跳A；S3、S4跳A
S63、S64跳A；S3、S4跳B

3

S65、S66跳A；S5、S6跳A
S65、S66跳A；S5、S6跳B

4

S67、S68跳A；S7、S8跳A
S67、S68跳A；S7、S8跳B

5

S69、S70跳A；S9、S10跳A
S69、S70跳A；S9、S10跳B

6

S71、S72跳A；S11、S12跳A
S71、S72跳A；S11、S12跳B

7

S73、S74跳A；S13、S14跳A
S73、S74跳A；S13、S14跳B

8

S75、S76跳A；S15、S16跳A
S75、S76跳A；S15、S16跳B

9

S77、S78跳A；S17、S18跳A
S77、S78跳A；S17、S18跳B

10

S79、S80跳A；S19、S20跳A
S79、S80跳A；S19、S20跳B

11

S81、S82跳A；S21、S22跳A
S81、S82跳A；S21、S22跳B

12

S83、S84跳A；S23、S24跳A
S83、S84跳A；S23、S24跳B

13

S85、S86跳A；S25、S26跳A
S85、S86跳A；S25、S26跳B

14

S87、S88跳A；S27、S28跳A
S87、S88跳A；S27、S28跳B

15

S89、S90跳A；S29、S30跳A
S89、S90跳A；S29、S30跳B

16

S91、S92跳A；S31、S32跳A
S91、S92跳A；S31、S32跳B

跳线图示

1

S61、S62
S1、S2
S61、S62
S1、S2

5

S69、S70
S9、S10
S69、S70
S9、S10

9

S77、S78
S17、S18
S77、S78
S17、S18

…
……
……
……
……
……
……