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KJ218-F型通用监控站

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常州市亚中监控设备有限公司

1 概述

KJ218-F型通用监控站(以下简称监控站)是矿用本质安全型数据采集和控制装置，它以光纤和电缆为传输介质，采用以太网、CAN总线实现信息传输的网络型监控站，是KJ218N型煤矿安全监控系统的主要组成设备。
监控站配置16个信号输入端口和8个控制口，可与多种矿用传感器及执行器配接，实现对矿井环境及工况参数的采集与控制。
监控站具有就地显示功能，采用新型OLED显示屏，实时显示监控站工作状况、端口配置及监测值等信息。
规格型号

2 结构

防爆标志：ExibⅠ
尺寸：440mm×300mm×118mm（长×宽×高）
重量：7kg

3 使用环境条件

3.1 环境温度：0 ℃～+40 ℃
3.2 平均相对湿度：不大于95 %（+25℃）
3.3 大气压力：80 kPa～106 kPa
3.4 无显著振动和冲击的场合。

4 主要技术参数

4.1 额定工作电压DC 18 V额定工作电流≤350 mA。
4.2 电源波动适应范围：DC 16 V~19 V
4.3 容量：16路模拟量或开关量信号输入（模拟量、开关量可互换）；8路开关量输出。
4.4 输入输出信号
4.4.1 模拟量输入：200 Hz～1000 Hz、1200 Hz～2000 Hz频率信号
4.4.2 开关量输入：0∕5（mA）电流信号
4.4.3 开关量输出：无源接点
4.4.4 模拟量转换误差：≤0.5 %
4.5 信号传输
4.5.1 光传输
2路光纤接口；发射光功率不小于-10 dBm；接收灵敏度-28 dBm；传输速率10Mbps。
4.5.2 CAN传输

2路CAN接口；信号电压峰值不大于5V；信号电流峰值不大于70mA；传输速率2500bps。
4.5.3 485通信
1路RS485接口；信号电压峰值不大于7 V；信号电流峰值不大于80 mA；传输速率4800bps。
4.6 传输距离
4.6.1与KJ218-J型数据光电转换器最大光传输距离40 km。
4.6.2与KJ218-J型数据光电转换器最大CAN总线传输距离10 km。
4.6.3 与传感器最大传输距离2 km。
4.6.4 与断电器最大距离2 km。
4.7 传输介质
4.7.1光传输采用（MGTJS-2型）矿用阻燃单膜通信光缆。
4.7.2 CAN总线传输采用（MHYVRP 2×2×1∕1.38型）矿用阻燃通信电缆。
4.7.3 与传感器传输采用（MHYVR 1×4×7∕0.52型）矿用阻燃通信电缆。

5 工作原理

原理示意框图如图1。
主要由CPU、存储器、CAN 控制器、
以太网控制器、可编程逻辑阵列、信号采
集电路、开出控制电路及OLED显示电路
等组成。 图 1
CPU使用基于ARM技术的32位嵌入式内核RISC芯片的S3C4510处理器。
以SJA1000为控制器构成CAN总线系统，采用电缆传输介质。
RTL8305网络芯片与光纤收发器（DL55.5-SD331S40）等组成100 Mpbs快速以太网。
CPU通过CPLD（大规模复杂可编程逻辑阵列）对16路信号采集口进行采样，并向8路开出口输出控制信号。（信号采集和开出控制电路均采用光耦合器件，实现光电隔离。）
显示电路采用OLED液晶汉字显示屏，由CPU直接驱动。
工作流程：系统启动时监控主机向各监控站发初始化数据，同步各监控站的时钟，监控站根据初始化数据对各个端口进行采集和处理，并向监控主机发送数据。若系统通讯出现故障，监控站存储检测数据，待通讯恢复后向监控主机补发后两小时的数据。

6 使用方法

6.1 印制板标识
6.1.1印制板示意图如图2。
图中标识：
① 通信插接端：J1300——485；J501——CAN1；J500——CAN2。
② 光纤通信口：U401——LAN1；U402——LAN2。
③ 电源插接端：J1108——1路DC18；J1109——2路DC18。
④ 开出控制插接端：J1016～J1023（共8路）
⑤ 显示板插接端：J1401
⑥ 信号输入插接端：J900～J915（共16路）
其中标注“IN+、IN–”为信号端；标注“18V、GND”为电源端。

图 2
6.1.2 显示印制板示意图如图3。
图中标识：
U1003——OLED液晶显示器
J1001——显示板插接头
Q1001——遥控接收头
D1090——（红LED）电源指示灯
D1014——（绿LED）485通信指示灯“收”
D1010——（红LED）485通信指示灯“发”
D1009——（绿LED）CAN通信指示灯“收”
D1008——（红LED）CAN通信指示灯“发” 图 3
D1013——（红LED）CAN通信指示灯“错”
D1011——（绿LED）LAN通信指示灯“1”
D1012——（绿LED）LAN通信指示灯“2”
6.2 配接线
6.2.1 将显示板J1001插接头与主印制板J1401插接端对接。
6.2.2 采用光传输时，应先取出印制板，光缆穿入机壳喇叭嘴，将光缆的钢芯插入机壳内侧钢丝固定柱的固定孔，紧固螺钉，而后用压板压紧光缆，最后按标准拧紧喇叭嘴。
6.2.3 光缆芯线与尾纤熔接后固定于光纤接线盒内，并将其固定于机壳内光纤接线盒位置，而后固定印制板，尾纤另一端与印制板光通信口（标注U401、U402）对接，对接时光纤收发器的输入、输出端不能接反。
6.2.4 采用CAN总线传输时，将矿用信号电缆穿入机壳喇叭嘴，直接接入印制板CAN1或CAN2通信插接端口（标注J501或 J500），而后按标准拧紧喇叭嘴。
6.2.5 使用CAN通信口时，通信口标注的“H、L”为信号“+、–”，故传输线路连接时不能接错。
6.2.6 采用485通信口与本安电源通信时，将印制板插接端（标注J1300）与KDW49型电源的 “485线端”相接。（按6.2.4的操作方法，注意通信信号的正、负极性。）
6.2.7 将KDW49型电源的3路“DC18V”引入，与印制板插接端口（标注J1108、J1109）相接。（按6.2.4的操作方法，注意电源的正、负极性。）
6.2.8 印制板开出控制插接端口（标注J1016～J1023）与KHJ6.3断电执行器相接。（按6.2.4的操作方法，注意信号的正、负极性。）
6.2.9 接入传感器时，传感器的4根引线（电源+、–和信号+、–）对应接入印制板信号输入插接端口（标注J900～J915）标识“18V、GND”和“IN+、IN-” 的接线端子。
6.3 连接方式
6.3.1光传输连接（图4）
监控主机→网络交换机→（RJ45通信口）KJ218-J型数据光电转换器（LAN通信口）→（LAN通信口）监控站（LAN通信口）→（LAN通信口）监控站

图 4
6.3.2 CAN总线传输连接（图5）
监控主机→网络交换机→（RJ45通信口）KJ218-J型数据光电转换器（CAN通信口）→（CAN通信口）监控站（CAN通信口）→（CAN通信口）监控站

图 5
6.3.3 光纤LAN∕CAN总线传输连接（图6）
（LAN通信口）监控站（LAN通信口）→（LAN通信口）KJ218-J型数据光电转换器（CAN通信口）→（CAN通信口）监控站（CAN通信口）→（CAN通信口）监控站

图 6
6.4 使用与调试
按照KJ218N煤矿安全监控系统配置，连接监控计算机、网络交换机、KJ218-J型数据光电转换器、监控站及KDW49型电源等设备，连接无误后送电并观察监控站工作状态。
6.4.1 通信检验
6.4.1.1光通信检验
按光传输连接方式，用矿用光缆连接监控站的光通信口LAN1、LAN2。
监控站上电，显示板电源指示灯（标注D1090）“亮”，系统初始化后，LAN通信指示灯（标注D1011、D1012）闪亮，同时显示屏显示“通讯正常”，表示监控站工作正常。
6.4.1.2 CAN总线通信检验
按CAN总线传输连接方式，用矿用通信电缆连接监控站的CAN通信口CAN1或CAN2。
监控站上电，显示板电源指示灯（标注D1090）“亮”，系统初始化后，CAN通信指示灯（标注D1009、D1008）闪亮，同时显示屏显示“通讯正常”，表示监控站工作正常。
注：若显示板的CAN通信“错”指示灯（标注D1013）闪亮，则表示通信有故障。
6.4.1.3 RS485通信检验 (主要用于监测KDW49型电源的备用电状况)
监控站上电，显示板电源指示灯（标注D1090）亮，系统初始化后，485通信指示灯（标注D1014、D1010）闪亮，同时显示屏显示“电源通讯正常”，表示监控站工作正常。
6.4.2 信号处理检测
6.4.2.1开关量信号处理
通过系统配置，将监控站输入口（1~16）设置为开关量输入，用开关量信号发生器向任一口输入信号，观察监控站显示屏显示，相应输入口应显示开关量状态，当输入信号变化时，显示状态也应随之变化。
6.4.2.2模拟量信号处理
通过系统配置，将监控站输入口（1~16）设置为模拟量输入（包括量程范围），用频率信号发生器向任一路输入信号，调节频率信号发生器使之依次输出200Hz～1000Hz的频率信号，观察监控站显示屏显示，相应输入口应显示输入信号的转换值，当输入信号变化时，显示值也应随之变化。
6.4.3开出控制检验
通过系统配置，将监控站开出控制口（1~8）设置为“低阻”状态，当系统向任一路发出控制命令后，用万用表测量对应开出控制口的状态，应转换为“高阻”状态（或反之）。
注：也可采用模拟量超限断电控制对开出控制口进行检验。
6.4.4 电源适应范围检验
监控站在正常通信工作下，分别调节输入电源电压至16V和19V，观察监控站的通信及显示，应处于正常状态。
6.4.5 风电甲烷闭锁功能检验
按照《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ/6201-2006）》及《煤矿安全规程》有关规定进行检验。
6.5 监控站显示及设置
6.5.1 五屏汉字滚动显示，依次显示内容：
①“KJ218-F型监控站”、“监控站 号”、“用户名” 等信息；
②“通讯正常”（或“通讯中断”）、日期、时间等信息；
③ 16个检测端口的“端口号”、“传感器类型”、“状态”（开关量状态或模拟量实时值）、“安装地点”（仅显示已配置的端口，一次显示一个端口信息，依次滚动显示。）等信息；
④ 8个开出口状态（“开”或“断”）信息；
⑤“电源通讯正常”（或“电源通讯中断”）信息。
6.5.2 显示内容设置
① 由系统进行参数设置，初始化后，监控站运行并实时显示。（监控站号及IP地址须用遥控器设置。）
② 用遥控器进行参数设置，监控站运行并实时显示。（较详细参数须由系统设置。）
6.6 遥控操作
6.6.1遥控器（利用GJC4(A)型煤矿用甲烷传感器的遥控器）
6.6.1.1遥控器面板示意如图7。
6.6.1.2将原部分功能按键改为数字及功能按键。其对应关系如表1。

原按键功能
改动后功能

原按键功能
改动后功能
零点＋
数字键 [1]
非线性＋
数字键 [2]
报警点＋
数字键 [3]
断电点＋
数字键 [4]
零点－
数字键 [5]
非线性－
数字键 [6]
报警点－
数字键 [7]
断电点－
数字键 [8]
零点显示
数字键 [9]
非线性显示
数字键 [0]
自动
菜单键
备用
清零键
∧ “＋”
上翻键
∨ “－”
下翻键

表 1 图 7
6.6.1.3按键作用
[菜单键]——激活菜单，进入功能菜单
[清零键]——将选中的数字清零
[上翻键]——菜单指示上滚动
[下翻键]——菜单指示下滚动
[数字键]——键入0～9数值。
6.6.2 功能操作
按[菜单键]，显示屏显示：功能操作——1. 监控站配置、2. 入口设置、3. 通讯设置主菜单。
6.6.2.1 监控站配置操作
＊ 在主菜单界面，按动[上翻键]或[下翻键]，选中“1. 监控站配置”。
＊ 再按一下[菜单键]，进入监控站号和地址设置，屏幕显示：“监控站号和4个字节的IP地址”；
注：显示的监控站号与IP地址的第4字节是对应的，通过修改IP地址的第4字节（数值），可以修改监控站号。
＊ 按[上翻键]或[下翻键]移动光标到需要修改的字节，按[清零键]将原有数字清零，再依次按[数字键]键入数值，进行IP地址的设置。
＊ 设置完毕按[菜单键]，屏幕显示提示：“确定修改配置么？——确定 ——放弃”，按[上翻键]或[下翻键]移动光标到“确定”位置，然后按一下[菜单键]，即保存配置并返回主菜单。如移动到“放弃”位置，按一下[菜单键]，则取消本次操作返回主菜单。
6.6.2.2 监控站端口设置操作
＊ 在主菜单界面，按动[上翻键]或[下翻键]，选中“2. 入口设置”。
＊ 再按一下[菜单键]，进入监控站端口设置，屏幕显示：“输入端口配置 ——端口号 □
——传感器类型 □”。
＊ 按[上翻键]或[下翻键]移动光标到“端口号 □”，再依次按[数字键]键入数值，对监控站信号输入端口（1～16）进行设置。
＊ 按[下翻键]移动光标到“传感器类型 □”，再依次按[数字键]键入数值，对传感器类型进行设置。键入数值“1”表示模拟量，“2”表示开关量，“3”表示累积量，“255”表示取消该端口设置（其他数值不被认可）。
＊ 按[下翻键]，进入对应端口及传感器类型的下一屏配置信息。
＊ 进行了端口 1 —→传感器类型 1 设置后，按[下翻键]进入下一屏模拟量配置信息，屏幕显示：“频率上限、频率下限、处理法则、比例系数、下限报警、下限解报、上限报警、上限解报、断电、监控站号、监控站开出端口”等设置项（共分两屏）；按[上翻键]或[下翻键]移动光标选择设置项，再按[菜单键]进入该项设置；依次按[数字键]键入数值，最后按一下[菜单键]。
＊ 若设置了传感器类型 2 后，按[下翻键]进入下一屏开关量配置信息，屏幕显示：“开出监控站号、开出端口号、开出标志、计时标志”等设置项，设置与模拟量配置操作相同。
＊ 若设置了传感器类型 3 后，按[下翻键]进入下一屏累计量配置信息，屏幕显示：“比例系数、频率上限、频率下限、信号标志” 等设置项，设置与模拟量配置操作相同。
＊ 若设置了传感器类型 255 后，则取消该端口设置。
＊ 在每一屏的最后一行按动[下翻键]，则进入下一屏配置信息，直到最后一屏。同样，在每一屏的第一行按[上翻键]，将进入上一屏配置信息，直到第一屏。
＊ 按[清零键]将对应的数字清零，再按[数字键] 键入数值进行设置。
＊ 在任一屏的设置过程中，按一下[菜单键]，屏幕显示：“确定修改配置么？——确定 ——放弃”，按[上翻键]或[下翻键]移动光标到“确定”位置，再按[菜单键] 保存设置，如果系统检查参数设置错误，屏幕将显示“错误的端口号”或“错误的传感器类型” 等提示信息；按[上翻键]或[下翻键] 移动光标到“放弃”位置，再按[菜单键]，则取消本次操作返回主菜单。
注：传感器类型参数设置较繁琐，建议用户在监控系统中心站配置，系统初始化后即可运行。
6.6.2.3 CAN总线通讯波特率设置操作
＊ 在主菜单界面，按动[上翻键]或[下翻键]，选中“3. 通讯设置”；
＊ 再按一下[菜单键]，进入屏幕显示：“CAN波特率设置——2.5K 5K 10K 20K 50K 100K 200K 500K”等选择项。
＊ 按[上翻键]或[下翻键]移动光标到相应的数值处，再按一下[菜单键]确认设置，系统保存配置并返回主菜单。（一般选择2.5K）
6.6.3 遥控操作注意事项
＊ 进入设置（即进入功能菜单）或在设置过程中，如果5s内没有按键操作，将自动退出遥控操作返回正常显示状态，操作修改的信息将不被保存。
＊ 非专业人员操作，违规设置可能会导致监控站错误的运行状态。
＊ 遥控操作必须与监控系统中心站设置同步，否则系统运行会出现通讯失败。

7 安装与维护

7.1 监控站在使用前，必须按产品《用户手册》的要求调试，合格后方可安装使用。
7.2 监控站安设时，应设置在便于人员观察、检修，且环境支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或峒室中或吊挂在巷道内。
7.3 按照《煤矿井下电气设备完好标准》有关规定进行安装操作。

8 随机文件（每台监控站出厂时附有以下文件及附件）

遥控器 1只
普通5 #干电池 2节
用户手册 1份
产品合格证 1份
专用工具 1把

9 执行标准

本产品执行Q/YZ XT03-2005《KJ218-F型通用监控站》企业标准。

10 注意事项

10.1 遥控器须使用5#干电池，不允许使用充电电池，绝不允许在井下更换电池。
10.2 监控站日常维护，必须由专业培训，取得上岗证的专职人员从事该项工作。
10.3 与监控站连接的所有电气或电器设备必须是本质安全电路和本安型电气设备。
10.4 监控站使用前，必须检查印制板及插接件的连接是否正确、牢固，方可通电。
10.5 告诫：
维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电气参数、规格和型号！
本安关联产品不得随意改变配置！
危险场所严禁开盖！
勿裸露光收发器的发光口，以免受到激光伤害！

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邮 编：213001
电 话：0519-6399793
传 真：0519-6691068
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