矿用分站安装、使用与维护

监测监控
矿用分站安装、使用与维护
基本分站说明
（一）概论
KJFT-2（B）基本分站（以下简称分站），属于矿用隔爆兼本质安全型井下分站。

时根据矿井安全监控新AQ标准、新规程（2005年版）以及相关的煤炭行业标准设计的；时沈阳研究院专门为KJF2000N矿井安全生产综合监控系统配套使用而设计的智能型分站。

置于煤矿井下，用于监测井下工作面的各种环境参数、设备开停状态和风机状态，实现岁被控电气设备的启动、断电以及闭锁的控制。

该分站可控制为风电瓦斯闭锁和断电仪功能（一点至四点），即可独立工作、又可与KJF2000N矿井安全生产综合监控系统联网通信，
分站由380V/660V交流供电，输出为三组本质安全型直流供电电源，为配接的各种模拟量传感器和开关量传感器供电。

内部设有一组容量为2Ah的可充电电池组，保证交流供电电源掉电时，自动投入到电池组的工作，使分站及其配接的传感器能够不间断连续工作2H以上。

产品防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型
产品防爆标志：Exd[ib]I
配接设备名称：各种200～1000HZ频率信号制模拟量传感器
各种接点型、两状态0/+5mA开关量传感器
KFA1通信线路避雷器
关联设备名称1：KJFS－1数据通信接口
关联设备名称2：KJFD－1隔爆兼本质安全型远程断电器
关联设备名称3：KJD－660/380隔爆兼本质安全型断电器（即：高压断电器）
（二）技术参数
1）工作条件
存在瓦斯、煤尘等爆炸危险的煤矿井下，无强烈震动和临水的场所
温度：0～40℃
相对湿度：≤95%
大气压力：80～106kpaΏ
贮存温度：-40～+60℃
2）主要技术参数
分站容量：模拟量输入：4倍
开关量输入：4倍
控制量输出：4组常开接点（可更改为常闭接点）和1路本安高低电平输出
（报警信号输出）
模拟量类型：频率型（200～1000Hz）
电流脉冲信号≤10mA
负载电阻≤1KΏ
最高电压≤10V
开关量类型：接点型或电流型
控制量类型：四路无源接点或3～12V(DC)
接点容量为36V/5A(AC)
显示位数：四位；通道号1位，数值显示0.00～99.9
交流电流电压：AC380V/660V±10%、50VA、50HZ
为配接设备输出本安电源：3组
本安输出电压 21V(DC)
最高开路电压 23V(DC)
过流保护电流值 320mA
最大短路电流值 350mA
本安电源供电距离：≤2㎞
电缆分布参数：分布电阻 13.3Ώ/㎞
分布电感 800μH/㎞
分布电容0.06μF/㎞
通信速率：1200bps（FSK频移键控串行异步通信）
传输介质：两芯无极性电缆
最大传输距离：分站至地面中心站连接电缆最大长度不小于15㎞
防爆合格证号： 1062576
安全标志编码： 2001434-2006
外形尺寸：430㎜×385㎜×180㎜
重量：约30㎏
（三）结构
KJFT-2(B)基本型分站为矿用隔爆兼本质安全型结构，外壳采用A3铜板焊接而成，表面采取严格的烤漆工艺，漆膜强度牢、耐腐蚀性好。

门盖采用铰接结构，防护等级为IP54.门盖设有透明观察窗口，用于观察数据显示和相关状态显示。

内部装有电源变压器、电源电路板、主电路板和一块显示板（显示板固定门盖上）。

分站外形结构如图1所示。

（四）组成原理
KJFT-2(B)基本分站主要由4路模拟量数据采集、4路开关量输入、4路控制量输出、分站地址码选择、数据通信和半片微机等各功能模拟块组成。

配接的各种传感器的种类、数量、量程、报警门限、断电门限、复电门限等均由地面中心站监控主机自动生成、自动记忆、免编程；分站的应用功能完全由地面中心站监控主机设置和操纵，一旦地面中心站或系统瘫痪，分站仍可按中心站定义独立工作。

模拟量输入模块对各参数实时采集；开关量输入模块实时反映设备开停、风门开关等状态；控制量输出模块可在必要情况下由中心站和分站发出控制命令，切断部分或全部可控制范围内设备电源。

分站组成原理如图2所示：
1）模拟量输入
分站具有极强的模拟量数据采集适应能力，凡是与本说明书信号制式相符的200～1000Hz频率信号矿用传感器，均可直接接入，由分站和地面中心站自动设定其量程、断电门限、报警门限和复电门限。

2）开关量输入
分站可接入四路开关量输入信号。

每一路信号输入类型有三种；有源接点型、无源接点型和电流型，可通过分站母版上的拨码开关DIP1和DIP2设置实现，如表1所示
表1：拨码开关设置方案
3）控制量输出
分站可接四组常开接点或四组常闭接点控制量输出，接点容量为36V/5A（AC）。

有四组常开接点控制量在出厂时与分站内部自身的四个断电器已连接好，可分别控制四台机电设备断电或闭锁。

该分站用于远距离控制时，可将控制量输出串接在分站内任一路本安电源回路中，再与KJFD—1型远程断电器连接，以控制供电电源方式控制远程断电器。

该分站用于控制馈电开关时，可用接点控制法，与KJD－660/380隔爆兼本质安全型断电器（即高压断电器）连接，通过控制馈电开关的OK线圈的方式来实现，具体接线方法参见：《KJD－660/380隔爆兼本质安全型断电器使用说明书》。

（五）数据显示
分站数据显示方式如图3所示
通道号：以数值1、2、3、4表示模拟量通道1至通道4的参数采集显示值的通道顺序。

电池供电指示灯：指示分站供电方式：灯灭为交流供电状态，灯亮为备用电池直流供电。

报警指示灯：报警指示灯用一个白发红二级管显示，任一通道的模拟量超过报警上限时，该发光管熄灭。

数值显示：用三位数字显示，测量值＜10时显示“X.XX”，大于10时显示“X.XX”。

发送和接收幅度指示灯：表示与井上中心站通信时分站发送信号和分站接收信号的幅度强弱。

J1、J2、J3、J4断电指示灯：表示四个控制量的状态，灯灭表示对应通道断电或闭锁。

（六）分站地址码选择
地址码开关用于设定分站物理编号，便于地面中心站寻址。

在KJF2000N系统中，设定各分站物理编号不允许有重复，否则系统将出现通信紊乱的后果。

分站地址码开关以十六进制形式设定，如图4所示。

在KJF2000N系统中，中心站的寻址范围为64个分站，相应地址为01H～30H，因此地址码的7和8在正常工作中必须设定在OFF状态（用于风电瓦斯闭锁时需要设定，见附录）。

（七）数据通信
数据通信时井下分站信息传输的关键，数据通信的技术关键是采用了智能化FSK调制调解技术。

有如下5各特点：具有接收、发送滤波功能；发、收回波消除功能；数字卷积纠错编码能力；抗干扰能力强，误码率低；采用双线半双工传输，通信距离可达15㎞；具备本安全栅功能。

（八）分站的安装、维护：
1．电源变压器的一次侧可引入～380V或～660V，方便井上调试和井下使用；安装时注意检查变压器引线到电源连线桩时～380V，还是660V，要针对井下电源实际相值调整好，避免电源接错烧坏变压器；取电源时要引出两根相线和一根地线，接入电源引入装置后再引入基本分站。

2．分站接线时要对照上端盖内的接线图（如图5所示），看清接线柱旁线路板上的标记灵活接线（分站提供“V1”～“V3”三路21V/350mA本安电源，远距离传感器、高低浓度传感器和工作电流大的传感器最好独立占用一路电源；在探头数少于四只的情况下，最好分开对探头供电；“V2”有三个接线桩，“GND”有七个接线桩，可根据接线实际灵活分配“V”和“GND”接线桩）；接线完成后，要仔细检查分站各固定螺丝和喇叭嘴是否合乎规程要求：固定螺丝、弹簧垫圈均已拧紧不能短缺；未引线的喇叭嘴保证胶圈、堵片、垫圈不缺少且拧紧到位；有引线的喇叭嘴保证胶圈与电缆匹配，接线规范不失爆；引入动力电源的大喇叭嘴更要细心检查：电缆接入规范，压片压线牢靠，接地线可靠接入箱内接地桩。

3．安装时注意检查拨码开关设置成几号分站；开关量输入的4路拨码开关出厂设置为配接开停传感器模式，即DIP1均拨在ON的位置，DIP2均拨在OFF的位置；若要配接风门传感器，需把DIP2拨码开关的相应该路拨到ON位置，DIP1拨码开关不需拨动，仍在ON的位置。

4．箱内设有一组2Ah容量的镍氢充电电池组作为备用电源，交流供电工作时处于浮充状电状态，一旦交流电源因故停电，电池组自动投入放电工作，以保证不间断供电；并上调试完毕合盖前，要按一下箱内右下角的电池控制开关，切断电池供电，以避免带电下井。

5．分站接线完毕送电后，如果显示窗没有显示，应先断电再开箱，在CH%＜0.5%的条件下送电检查；
检查分站内上、下两块电路板和显示板上的插拔线和插拔件是否插接牢靠或插错位置；
用万用表测量接线桩的交流电压是否为“~380V”或“~660V”,如果没有，说明动力电源的引入有问题；
在上一项的基础上，测量变压器一次侧的电压是否为~380V或~660V，如果没有，检查变压器与接线桩之间的连接线是否断接或虚连；
在上两项的基础上，测量变压器二次侧的两组电压是否为~22V、~31V，如果没有或偏差较大，说明变压器已经烧坏。

6.如图3所示：显示窗口左侧的四个LD指示灯自上而下显示电池供电指示、报警指示、
通信发送幅值；通信接收幅值；显示窗口下面的四个LD指示灯自左而右依次显示J1~J4四路断电器的吸合状态，灯亮为接点吸合，灯灭为接点断开。

分站挂接探头如有报警发生时，报警指示灯灭，若没有报警发生，报警指示灯亮；
通信线连接无误情况下，发送幅值指示灯、接收幅值指示灯有微亮或不亮情况时，则相应调整箱内W T、W R电位器，W T电位器顺时针放大，W T电位器逆时针放大。

7．分站安装通电后，如果两个通信指示灯均不闪亮，则说明：
分站通信线接错位置或与通信主干线没有连接正确；
微机室接口装置没有送电。

如果只是发送幅值指示灯不闪亮，可能是：
分站号定义错误；
微机室监控软件没有打开；
通信线有一根断线或短路。

8.如果分站某一路模拟量或某一路开关量的探头不工作，可能原因是：
分站下层的电路板对应的电源电路1A保险丝管熔断；
从分站引出到探头的电源线接线错误或分站内接线错误；
探头电缆短线或短路；
探头本身有问题，可有好探头换下试验。

9.如果分站某一路模拟量或开关量的探头已正常工作，分站和中心站却接收不到信号，可能原因是：
分站处或探头处的信号线接错位置；
从分站引出电缆到探头的信号线断路或短路；
分站内上层的电路板对应该路模拟信号的0.2A保险丝管熔断，对应该路开关量的拨码开关DIP1、DIP2拨错位置；
探头本身有问题，可用好探头换下试验。

10.检查基本分站的模拟量输入、开关量输入、断电输出是否正常的简易方法：
模拟量输入检验方法：用万用表直流电压档测量接线桩的V1、V2、V3与GND之间的电压为DC20～22V，与信号之间的电压为DC19～21V;
开关量输入检验方法：用万用表直流电压档测量接线柱的V1、V2、V3与GND和各信号之间的电压为DC20～22V；
断电输出检验方法：用万用表通断蜂鸣档测量J1与J1K、J2与J2K、J3与J3K、J4与J4K 为导通。

上述方法变可灵活应用于查找电缆的线路是否断路或短路：
电源+与地和信号之间均无电压，则为电源+断线或整根电缆断线；
电源+与地之间有电压，与信号之间无电压，则为信号线断线；
电源+与地之间无电压，与信号之间有电压，则为地线断线；
电源+与地和信号之间的电压完全相等，则为地线和信号线短路；
电源+与地线之间只有几伏电压，与信号线之间无电压，地线与信号线之间也有几伏电压，则为电源+与信号线短路。

11、基本分站脱离主机独立工作时，1～4路探头对应控制1～4路的断电输出，因此应考虑探头接在哪几路来决定接在第几路断电输出上，用于控制磁力开关2、9脚的～36V控制电源；如果由两路或更多路探头一起控制，应把基本分站内的V1、V2或V3任一路引线到J1K～J4K引线到远程断电器的电源+接线柱上，从GND引线到远程断电器的电源-接线柱上即可。

（九）注意事项
1、建立专业维修队，参照井下安全是系统维修管理体系，健全维修管理制度；必须指定专人维修本分站。

2、分站下井前必须在地面进行通电检查和功能试验，试验无误后方可下井安装。

井上调试、井下安装时，要注意保护隔爆面，防止磕碰或划伤；接线完成合盖前，隔爆面要清洁干净、涂204防锈油、凡士林或黄甘油，以增强隔爆性能和防锈性能。

3、分站用于风电瓦斯闭锁时，主板内KIP1的第2、3、4路拨到ON，KIP2的第2路拨到OFF，第3、4路拨到ON，跳线至CB处，并将监测风机开停状态和风筒风量状态的传感器信号引入；分站用于断电仪时（主板内的KIP1和KIP2均置于OFF状态），开关量输入IN1～IN4的任一路可连接风机磁力开关内的36V控制电源。

J1K、J1至K4K、J4为分站内部四级断电器的常开接点，用于直接控制近距离的磁力开关。

4、调试时首先检查接线是否正确，确认无误后方可送电。

如无异常现象，预热十分钟即可调试。

调试前先调整配接的传感器零点（如需要标校灵敏度，必须用标准气进行标定，具体参见传感器说明书）：再检查分站的各项功能。

分站由中心站定义为一般监控时，检查其监测功能是否与中心站定义功能一致。

5、分站分成地面调试后，方可进行井下安装，并需重新进行井下复查和调整。

一般情况下，在正常运行时，每周进行一次传感器的零点与灵敏度的标定（或参照传感器说明书规定进行）。

6、分站故障时，应按电路原理分析、判断原因和故障位置，有故障的印刷电路板维修时应避免带电插拔电路板或带电爆接。

7、维修时不得改变本安电路的元器件型号、参数，以免影响产品本安性能。

8、与分站配接的传感器和断电器故障时，参见各自产品说明书维修处理。

9、分站地址由主机板地址开关设定，便于地面中心站寻址，在同一系统中不得有相同地址的分站。

基本分站作为风电瓦斯闭锁装置使用时，分站地址码的第8位设定在ON状态，接线端子连线站子连接方式如表所示。

表6接线端子连接表
2.分站实现风电瓦斯闭锁的十条控制功能
2.1掘进工作面或回风流中的瓦斯浓度超过1.5%时，基本分站能切断掘进工作面及回风巷道内的动力电源并闭锁；
2.2串联通风工作面入风流中瓦斯浓度达到0.5%时，基本分站能切断串联通风区域内的动力电源并闭锁；
2.3当排除掘进工作面积聚的瓦斯使工作面回风流与全风压风流混合处瓦斯浓度达到
1.5%CH4时，基本分站能切断回风区域内的动力电源并闭锁；
2.4局部通风机风筒中的风速低于风速开关动作点预置值或通风机断电时，基本分站能切断供风区域内的动力电源并闭锁；
2.5局部通风机停止运转且未恢复正常通风之前，停风区域中瓦斯浓度达到
3.0%CH4时，基本分站能闭锁风机电源；
2.6甲烷传感器故障或断电时，分站主机能切断传感器监视区域的动力电源并闭锁；
2.7分站发生故障而失电时，能切断整个监视区的动力电源并闭锁；
2.8分站接通电源一分钟内，能继续闭锁相应区域的被控设备；
2.9在1.4—1.8条功能基础上，如果恢复到正常通风状态或故障设备恢复正常并达到稳定运行，分站能自动解锁；
2.10分站设有解锁风机1功能（通过中心站对第一路发手控复电命令）和解锁风机功能（通过中心站对第五路发手控复电命令）——为排除工作面及回风流中积聚瓦斯时使用。

此时只解锁风机，仍闭锁动力电源，人工起动风机，控制风流中瓦斯浓度逐渐排除瓦斯。