KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱使用说明书-17页word资料

警告：1）严禁改变本安电路和本安电路有关的电器元件的

名称、型号、规格及其参数1

2)未经防爆联机检验的设备不得与本产品连接！

KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱

（原KDF-2型井下分站电源箱）

1概述

1.1产品特点

KJ90-/F16 (A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱（以下简称分站电源箱）是一种以89C61单片机为

核心的微型计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设

备开停状态等进行连续监测，具有多通道、多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网能及时将监

测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控

制信号。

1.2主要用途及适用范围

1.2.1主要用途

1.2.1.1 为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源：

1.2.1.2采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开停状态：

1.2.1.3 向位于地面的系统中心站传送巡检参数：

1.2.1.4执行地面中心站发往井下的各种控制命令：

1.2.1.5对异常状况进行断电控制。

1.2.2适用范围

1.2.2．J 煤矿井下所有存在瓦斯或煤尘爆炸危险的炀所：

1.2.2.2煤矿井下所有需要使用传感器监测、监控各种有毒有害气体及设备运行状态的地方及场所。

1.3品种、规格

1.3.1品种：矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱。

1.3.2规格：KJ90-F16 (A)。

1.4型号的组成及其代表的意义

1.5环境条件

1.5.1工作条件

a)工作温度： -5℃～40℃；

b)相对湿度：≤95%；

c)大气压力：80 kPa—116 kPa;

d)具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井T;

e)在无滴水的地方；

’ f)无显著震动和冲击的场合。

1.5.2运输贮存条件

a)低温：-40℃；

b)高温：60℃；

c)相对湿度：≤95%；

d)振动：50Ⅲ／s2；

e)冲击：500 IⅡ／S2。

1.6防爆类型与标志

1.6.1防爆形式：矿用隔爆兼本质安全型；

1.6.2防爆标志：Exd[ib]I。

1.6.3与分站电源箱关联配接／配套设备表见附录A；与分站电源箱所相关联配接的电气设备和电路设备，都必须是经国家安全检验机关检验合格的本质安全型电气设备。

2结构特征与工作原理

2.1 分站电源箱结构特征

分站电源箱为箱体式结构，采用组合式设计，使用时既可分体也可一体。

2.1.1分站电源箱航空插座面板图

图l KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱航控插座面板图

2.1.2分站电源箱显示面板图

图2 KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱显示面板示意图2.2工作原理

分站电源箱是一个以89C61单片机为核心的微型计算机系统。主要由单片机、看门狗自动复位、参数保存、输入数据采集、控制输出、通讯数值及状态显示、隔离电流、手动设置等电路组成。工作时,首先根据分站电源箱各输入通道上所挂接的传感器类型，中心站初始化数据对分站电源箱的各

个通道分别进行定义、设置（也可用红外遥控器就地手动完成）。工作中，分站电源箱通过数据采集电路对

输入通道进行不间断的循环信号采集，使系统内部的各模拟开关根据设置、定义的指令自动切换到相应的转

换电路上。当分站电源箱对挂接各类传感器的输入通道进行连续、不间断数据采集时，来自传感器的频率或

电流信号在经过相应的变换后进入施密特整形及分频电路进行二次处理，最后送89C61定时器TO口供单片机

进行采集、运算、分析、判断。

2.2.1 电路原理框图如图3。

2.2.2 CPU中央处理单元

分站电源箱采用的是P89C61大容量存储单片机，它与INTEL公司生产的8052单片机完全兼容。芯片内有256个字节的RAM，64K 程序存储器在也在片内4K数据字节的地址空间（分站电源箱用8K字节），8位数据总线，低8位地址总线与数据线分时共用。地址线A O-A12提供片外数据存储器地址。

图3分站电源箱电路原理框图

2.2.3看门狗自动复位电路以大规模集成电路5045为主体的看门狗电路单元在工作中的主要功能是看护分站电源箱的电源及程序运行情况，当出现电源电压过低或因意外造成分站电源箱程序跑飞时，及时向单片机输出复位信号使之自动复位，恢复正常工作。

2.2.4参数保存单元

本单元主要用于设置参数和保存初始化参数，由存储量512字节、擦写次数100000次的带电可擦除芯片5045构成。所需的输入输出数据及时钟皆由单片机的Pl.0、Pl.1、Pl.6、Pl.7提供，掉电后，数据可保存时间：2年。

2.2.5输入数据采集单元

数据采集电路共16个通道，分别由取样电阻、滤波及限幅保护、跟随器、模拟多路选择开关、信号变换、整形、二分频、光电隔离等电路组成。通过跳线设置，它可支持200 HZ -1000 Hz，200 Hz-2000 Hz，1 mA/5mA，4 mA/20 mA等信号制式。由89C61单片机控制相应的4051多路选择开关和4066选择开关进行输入通道和信号制式的切换，频率型信号直接经过74HC14施密特整形电路、74HC74D触发器二分频电路、光电隔离电路进入单片机的定时器输入端：非频率型信号需经过LM331进行V/F变换，再经过74HC14施密特整形电路、74HC74D触发器二分频电路、光电隔离电路进入单片机的定时器输入端。然后单片机就能测到输入信号值。如果在智能口接入智能传感器，通过485通讯将传感器信号采集到分站电源箱，智能口采集的数据经过从CPU处理将处理后的数据通过主CPU传输到地面中心站。

2.2.6控制输出单元

KJ90-F16 (A)型井下分站电源箱共有Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8

八路控制输出。工作时，控制信号分别由81C55的I/O口PB并行输出，经7404反相器反相后，驱动外接断电器中的继电器完成对用电设备的断电控制。

2.2.7通讯单元

分站电源箱支持RS485口数据传输，RS485方式为半双工基带有极性通讯，该部分电路己直接设计在分站主板上，无需专门的通讯板。只经由线驱动及信号变换NIAXIH1487芯片，通过KJJ46数据传输接口(RS485型)与地面中心站进行实时通讯，通讯速率为2400波特，通讯方式为两线有极性半