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KXJ1-0.47/127隔爆兼本安型控制器
KXJ1/127-D礦用隔爆兼本質安全型控制器
1 范圍
本標準規定了KXJ1/127-D礦用隔爆兼本質安全型PLC控制器的型號規格、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸與貯存。
本標準適用于KXJ1/127-D礦用隔爆兼本質安全型PLC控制器。(以下簡稱PLC控制器)
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后所有修改內容（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。
GB 156—1993 標準電壓
GB 191—2000 包裝儲運圖示標志
GB 4208—1993 外殼防護等級(IP代碼)
GB 3836.1—2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：通用要求
GB 3836.2—2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分：隔爆型“d”
GB 3836.4－2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第4部分：本質安全型“i”
MTT154.2-1996 煤礦用電器設備產品型號編制辦法和管理辦法
MT 287—1992 煤礦信號設備通用技術條件
MT 209－1990 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術條件
MT 210—1990 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品基本試驗方法
3 型式、分類及基本參數
3.1 防爆型式：礦用隔爆兼本質安全型
防爆標志： Exd[ib]I
3.2 產品型號及其含義
KX J 1/127 -D
多功能型
登記序號/供電電壓127V
隔爆兼本質安全型
控制箱
3.3 基本參數
3.3.1 主機電源
工作電壓：AC127V, 頻率50Hz，電壓變化范圍80%～115%
工作電流：AC500mA（設備滿載狀態）
頻率:50Hz
4 產品結構及組成部分
4.1 產品結構
產品結構為主體防爆箱內安裝有西門子S7-200PLC可編程控制器，并配套有輸入輸出及通信模塊，通過本安型輸入輸出隔離元件，讀取外部設備開停及傳感器信號，并輸出控制指令及與自動化系統進行通信。
4.2 組成部分
主要組成部分為西門子S7-200PLC可編程控制器、輸入模擬量信號模塊、輸入模擬量信號隔離安全柵、輸入頻率信號隔離器、24V本安電源、文本顯示器、輸入變壓器、輸出繼電器和防爆箱體構成。各器件之間通過導線連通。
控制器外部可以配接隔爆型真空電磁起動器、設備開停傳感器、瓦斯及CO濃度傳感器、風速傳感器、水位傳感器等煤礦電氣設備，具有自動控制、遠程通信、實時監控、及時報警的功能。
5 技術要求
5.1 KXJ1/127-D礦用隔爆兼本質安全型PLC控制器應符合本標準的要求，按照規定的程序和國家指定的檢驗單位審批的圖樣和文件制造并取得檢驗單位發放的“防爆合格證”和“煤礦礦用產品安全標志證書”。
5.2 PLC控制箱應在下列條件下可靠工作：
a)海拔高度不超過2000m;
b)環境大氣壓80-110kPa;
c)環境溫度0-+40℃
d)周圍空氣相對濕度不大于95%（25℃時）；
e)具有甲烷混合物及煤塵爆炸危險的煤礦井下；
f)在無顯著振動的地方；
g)在無破壞金屬絕緣的氣體和蒸汽的環境；
h)在無滴水的地方；
i)安裝類別（一般為Ⅲ類）；
j)污染等級（一般為3級）；
5.3 外觀
5.3.1 PLC控制器外殼及零部件表面應無銹蝕和機械損傷，無明顯的凹痕、劃傷、裂縫和變形等現象，表面涂、鍍層應均勻，無起泡、龜裂和脫落。
5.3.2 外殼能開啟的部分應設置“嚴禁帶電開蓋”警告牌、“Ex”凸紋防爆永久標志，并有“MA”黃銅板黃底黑字的煤礦安全標志；本安部分設置ib標志，標牌文字清晰，安裝端正牢固。
5.3.3 PLC控制器的外殼腔內應噴涂1321耐弧漆，防爆面涂204-1防銹油。
5.3.4 外殼用鋼板焊接、焊縫平整、無毛刺、密封性好。
5.4 結構
5.4.1產品結構應保證調試、運行、操作、維修、搬運和安裝時的安全、方便與可靠。
5.4.2 隔爆結構和性能應符合GB3836.1-2000、GB3836.2-2000的規定，并按規定的程序和國家指定的檢驗單位審查合格的圖樣和文件制造。本安部分應符合GB3836.4-2000的要求。
5.4.3 隔爆外殼的接合面配合間隙、長度和粗糙度應符合GB3836.2-2000第16條規定及審查合格圖紙要求，外殼精加工后需進行水壓試驗。
5.4.4 隔爆接合面最小寬度和最大間隙應符合GB3836.2-2000表1規定，粗糙度應符合GB3836.2-2000中第5.2.2條的規定。隔爆外殼應有隔爆型主腔和接線盒。引入裝置應符合的接線GB3836.1-2000第16條的規定。
5.4.5 電纜引入裝置密封圈夾緊、密封性能應符合GB3836.1-2000中附錄D及GB3836.2-2000中附錄D的有關規定。
5.4.6 觀察窗沖擊試驗應滿足GB3836.1-2000中24.4.3.1條及表4的規定，熱劇變試驗應符合GB3836.1-2000第23.4.3.2條的規定。
5.4.7 接線腔的電氣間隙、爬電距離應符合GB3836.3-2000的4.3和4.4規定。本安電路電氣間隙、爬電距離按GB3836.4-2000表4要求。
5.4.8 本質安全電路連接導線用蘭色導線并與非本安電路導線分開布置單獨捆扎。接線盒內本安接線柱旁設“i”本安標志。
5.4.9 本質安全電路的變壓器與電子線路結構應符合GB3836.4-2000中第8條要求。
5.4.10 本安電路接線端子應單獨設置。本安電路接線端子與非本安電路接線端子設在同一接線盒時，它們之間的距離須大于50mm。
5.4.11 向本安電路供電的變壓器應符合GB3836.4-2000中的第8.1要求，按表9進行例行試驗（工頻耐壓試驗）。
5.4.12 所有黑色金屬構件應有可靠的防護層。緊固件需進行防銹處理，并能防止自動松脫。
5.4.13 印制電路板焊接完成后清洗、干燥，再涂三防漆兩遍。
5.4.14 電氣間隙及爬電距離
帶電回路之間、帶電零部件、導電零部件與接地零部件之間的電氣間隙及爬電距離應不小于表1的規定。
表1
額定絕緣電壓(Ui)
V 電氣間隙
mm 爬電距離
mm
Ui≤60 2 3
60＜Ui≤250 3 4
5.5 電氣性能：
5.5.1 供電電壓： AC127V
5.5.2 供電電壓允許波動范圍：95V-140V
5.5.3 本安參數
本安輸出電壓：5V；
本安輸出電流：2mA；
5.5.4 使用性能：
PLC控制器能夠通過讀取傳感器反饋回的現場信號，從而達到自動處理設備開停及提供報警功能。同時控制箱提供通信功能，可以進行遠程通信及遠程自動控制，從而達到減人提效，增加煤礦生產安全性。
5.6 電氣安全：
5.6.1 帶電回路與外殼間介電強度
應能承受表1規定的交流50Hz正弦波工頻耐壓試驗，歷時1min（耐壓值見表1），而無擊穿和閃絡現象。
表1
試驗部位 試驗電壓值（V）
電源輸入端子與外殼間 2000
電源輸入端子與本安輸入端子間 1500
本安輸入端子與外殼間 500
5.6.2 絕緣電阻
產品接線端子對機殼之間的絕緣電阻應符合表2的規定
表2
試驗部位 濕熱試驗前 濕熱試驗后
電源輸入端子與外殼間 ≥50MΩ ≥1.5MΩ
電源輸入端子與本安輸入端子間 ≥50MΩ ≥1.5MΩ
本安輸入端子與外殼間 ≥10MΩ ≥1.0MΩ
5.7 外殼防護性能
PLC控制器外殼防護等級應不低于 IP54。
5.8 工作穩定性
PLC控制器應進行工作穩定性試驗。通電時間不少于2d，其電氣性能應符合本標準中第5.5條的要求，試驗中測量時間間隔不大于8h。
5.9 表面溫度
PLC控制器在正常工作和故障狀態，隔爆外殼及本安電路各元器件的最高表面溫度應不超過150℃。
5.10 環境適應性
5.10.1 PLC控制器應在工作狀態下應能通過溫度為最高工作環境溫度，歷時2小時的高溫工作試驗，其電氣性能及外觀應符合本標準中5.3條和5.5條的規定。
5.10.2 PLC控制器應在工作狀態下應能通過溫度為最低工作環境溫度，歷時2小時的低溫工作試驗，其電氣性能及外觀應符合本標準第5.3和5.5條規定。
5.10.3 PLC控制器在非工作狀態下，通過-30℃和+60℃，歷時16小時的低、高溫儲存試驗，在常溫下恢復后，其電氣性能及外觀應符合本標準第5.3和5.5條規定。
5.10.4 PLC控制器應通過高溫40℃、周期為12d的交變濕熱試驗，其電氣性能、外觀及電氣安全應符合第5.5條和5.3條、5.6中各條規定。
5.10.5 PLC控制器在不通電情況下應通過頻率10-150Hz，加速度幅值為50m/ s2、5次循環的振動試驗。
5.10.6 PLC控制器應通過峰值加速度500m/s2、脈沖持續時間11ms的沖擊試驗。
5.10.7 包裝后的產品應承受頻率為4Hz、加速度為30m/ s2、歷時2h的模運輸試驗。試驗后包裝箱應無損壞和明顯變形，箱內信號設備的電氣性能及外觀應符合本標準第5.5條和5.3條規定。
5.11 電纜引入裝置的橡膠密封圈的抗老化性能應符合GB3836.1-2000中附錄D中第3.3條的規定，其試驗后硬度不得超過處理前的20%。
5.12 本安電路應通過GB3836.4-2000中第10.1條規定的火花點燃試驗。
5.13 外殼耐壓及內部點燃不傳爆試驗應符合GB3836.2-2000中第15的規定。試驗后不得產生影響隔爆性能的變形和損壞。
5.14 電源電壓波動適應能力
電源電壓波動在額定電壓的75%～110%范圍內，供電電壓應符合第5.5.2條規定。
5.15 接地
接地裝置應符合GB3836.1-2000第15章15.1及15.2的規定，隔爆外殼內、外設接地螺栓。
6 試驗方法
6.1 外觀檢查
按MT 210 中第 5 章的有關規定進行。
6.2 結構檢查
按MT 210 中第 5 章的有關規定進行。
6.2.1隔爆接合面檢查
隔爆接合面結構參數、表面粗糙度用游標卡尺、千分尺、塞尺、表面粗糙度比較樣塊逐塊逐項按GB3836.2-2000第15條及表1規定進行檢查。
6.2.2 電氣間隙和爬電距離檢查
電氣間隙、爬電距離用游標卡尺、塞尺、卡鉗等按GB3836.2-2000第4.3條、4.4條規定檢查。
6.3 電氣性能試驗
6.3.1 試驗條件
a) 溫度：15～35℃；
b) 相對溫度：45%～75%;
c) 大氣壓力：86～106KPa;
d) 環境噪聲：不大于65dB.
6.3.2 試驗儀表及設備
6.3.2.1 萬用表
a) 精度：1.0級
b) 量程：直流電壓檔:50V;直流電流檔: 200mA～10A;
交流電壓檔:700V;交流電流檔: 10A;
6.3.2.2 耐壓測試儀
a) 輸入電壓：AC95V～140V可調
b) 輸出電流：AC5A
6.3.3 電氣性能測試
6.3.3.1 試驗設備的連接
6.3.4最大工作電流的測量
6.3.4.1 測試設備的連接
6.3.4.2 測量方法：
調節電源電壓在127V,讀出電流表讀數，確認電流表讀數是否超出本標準第3.3條規定。
6.3.5 本安參數測量
6.3.5.1最高開路電壓
a)測試設備的連接
b)測試方法
接通AC127V電源電壓，讀出電壓表讀數，確認電壓表讀數是否超出本標準第3.3.2條的規定。
6.3.5.2 最大短路電流
a) 測試設備的連接
b)測試方法：
接通AC127V電源電壓，讀出電流表讀數，確認電流表讀數是否超出本標準第3.3.2條的規定。
6.4工頻耐壓試驗
5.6.1條所規定要求按MT210第8章的規定進行試驗。試驗部位，電源和接線排端子對外殼。
6.5 耐潮試驗
按本標準第5.6.2條規定,使用2500v兆歐表進行。
6.6 外殼防護性能試驗
按 MT 210 中第 16 章的有關規定進行。
6.7 工作穩定性試驗
5.8條工作穩定性要求應每8h做一次功能試驗，中間及最終進行電氣性能檢測。
6.8 表面溫度測量
按本標準第5.9條規定使用溫度計在室內進行,并排除大氣對流對試驗的影響,分別測定各處的表面溫度。
6.9 環境試驗
6.9.1 工作環境高、低溫試驗
按MT210第23章的有關規定進行。
6.9.2 貯存環境高、低溫試驗
按MT210第24章的有關規定進行。
6.10 濕熱試驗
按MT210第28.2.1條的有關規定進行。
6.11 振動試驗
按MT 210第25章的規定進行。
6.12 沖擊試驗
按MT 210第26章的規定進行。
6.13 運輸試驗
按MT210第27章的有關規定進行。
6.14 橡膠材料老化試驗
按GB3836.1-2000中附錄D中D3.3條有關規定進行。
6.15 夾緊試驗和機械強度試驗
按GB3836.1-2000中附錄D和GB3836.2-2000中附錄D有關規定進行。
6.16 本安火花試驗
按GB3836.4-2000中10.1條規定的方法進行.
6.17 動壓和內部點燃不傳爆試驗
按GB3836.2-2000中第15.條規定的方法進行.
6.18 水壓試驗
按GB3836.2-2000中第15.1.2.1條和16.3條、16.4條規定進行，壓力為1MPa、加壓時間10+2S。
6.19 電源波動適應能力試驗
6.19.1 測試設備的連接
6.19.2 測試方法
a) 將PLC控制器的電源線連接到可調的電壓上,電壓調節到127V、50Hz,待溫度穩定，但至少保持15min后，測試本標準第5.5 條的各項性能和指標。
b) 將PLC控制器的電源線連接到可調的電壓上,電壓調節到95V、50Hz,待溫度穩定，但至少保持15min后，測試本標準第5.5 條的各項性能和指標。
c) 將PLC控制器的電源線連接到可調的電壓上,電壓調節到140V、50Hz,待溫度穩定，但至少保持15min后，測試本標準第5.5 條的各項性能和指標。
7 檢驗規則
7.1 檢驗分類
檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。
7.2 出廠檢驗
7.2.1 每臺PLC控制器應逐臺進行出廠檢驗，經制造廠質檢部門檢驗合格后，并附有產品合格證方可出廠。
7.2.2 出廠檢驗項目見表4。
表4
序號 檢驗項目 不合格分類 試驗項目要求 試驗方法 型式檢驗 出廠檢驗
1 外觀檢驗 C 5.3 6.1 O O
2 結構檢查 A 5.4 6.2 O O
3 電氣性能試驗 B 5.5 6.3 O O
4 工頻耐壓試驗 A 5.6.1 6.4 O O
5 絕緣電阻試驗 A 5.6.2 6.5 O O
6 本安參數測量 B 5.5.3 6.3.5 O O
7 外殼防護試驗 B 5.7 6.6 O -
8 工作穩定性試驗 B 5.8 6.7 O O
9 表面溫度試驗 B 5.9 6.8 O -
10 高溫工作試驗 B 5.10.1 6.9.1 O -
11 低溫工作試驗 B 5.10.2 6.9.1 O -
12 高溫貯存試驗 B 5.10.3 6.9.2 O -
13 低溫貯存試驗 B 5.10.3 6.9.2 O -
14 濕熱試驗 B 5.10.4 6.10 O -
15 振動試驗 B 5.10.5 6.11 O -
16 沖擊試驗 B 5.10.6 6.12 O -
17 運輸試驗 B 5.10.7 6.13 O -
18 老化試驗 B 5.11 6.14 O -
19 夾緊試驗 B 5.4.5 6.15 O -
20 本安電路火花試驗 A 5.12 6.16 O -
21 外殼動壓和內部點燃不傳爆試驗試驗 B 5.13 6.17 O -
22 水壓試驗 B 5.4.3 6.18 - O
23 電源波動試驗 B 5.14 6.19 O O
注：劃O者為需要進行檢驗的項目
7.2.3 出廠檢驗各項指標需符合本標準的要求。有一項不合格則該產品不合格。若出現C類不合格，允許返修；若出現A類、B類不合格則應返工，并重新試驗。
7.3 型式檢驗
7.3.1 有下列情況之一者，應進行型式檢驗。
a) 新產品及老產品轉廠定型時；
b) 正式生產后，如結構、材料、工藝有較大改變，可能影響產品性能時；
c) 正常生產時每五年一次(防爆性能除外)；
d) 出廠檢驗結果與上次型式檢驗結果有較大差異時；
e) 國家質量監督機構提出進行型式檢驗時。
7.3.2 試驗項目應符合表4的規定。
7.3.3 試驗樣品應從出廠檢驗合格的產品中隨機抽取，數量1～2臺。
7.3.4 對A類項目，有1項不合格判型式檢驗不合格。對B類項目，有1項不合格應加倍抽樣重新檢驗，若仍有1項不合格則判型式檢驗為不合格。對C類項目，有3項不合格，判型式檢驗為不合格。
8 標志、包裝、運輸及貯存
8.1 標志
8.1.1 產品標志
8.1.1.1 PLC控制器外殼明顯處應設置清晰的永久性凸紋標記“Exd[ib]I”。
8.1.1.2 PLC控制器應具備“MA”安全標志。
8.1.1.3 PLC控制器外殼明顯處應設置銘牌，銘牌上應清晰標明以下內容：
a) 產品名稱和型號；
b) 防爆標志“Exd[ib]I”；
c) 額定電壓；
d) 本安參數；
e) 防爆合格證編號；
f) 安全標志編號；
g) 出廠編號；
h) 制造廠名。
8.1.1.4 PLC控制器外殼接地螺栓處應標明接地符號“ ”。
8.1.1.5 PLC控制器外殼應設有醒目的“嚴禁帶電開蓋”標志。
8.1.2 包裝標志
包裝箱外壁文字及標記按雙方定貨合同執行，通常設有：
a) 制造廠名稱及地址；
b) 產品名稱和型號。
8.2 包裝
8.2.1 PLC控制器用塑料袋包裹后，放入襯有泡沫塑料的木箱中，四周用泡沫塑料襯墊，然后用釘子將箱蓋釘牢，外面用聚丙烯包裝帶緊固。
8.2.2 隨機文件有：
a) 使用說明書（應符合GB9969.1的規定）；
b) 產品合格證；
c) 裝箱單。
