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KJU12礦用本安型總線擴展器
1 概述
KJ86－U總線擴展器(以下簡稱擴展器)，是KJ86煤礦安全監控系統配套設備。該擴展器是本公司自主開發的信號傳輸設備，采用了目前最先進的CAN總線型數據傳輸形式，連接傳感器與主機之間信號傳輸。
1.1 用途及特點
主要用于煤礦井下監控器﹑傳感器與主機之間信號傳輸，同時向監控器﹑傳感器提供本安電源及接收可斷電控制指令對被控電器設備進行斷電控制。其特點：一是大功率的本安電源輸出；二是6路繼電器接點控制輸出；三是配有備用電源(蓄電池)，當井下交流電源正常供電時,向蓄電池充電,當井下交流電源停止供電后，由備用電源自動向擴展器供電,可連續工作2小時。具有體積小，重量輕，帶負載能力強等特點。
1.2 執行標準及型號定義
該擴展控制器執行標準：Q/12KF4782－2007《KJ86-U總線擴展器》產品企業標準
擴展器產品型號定義
K J 86 － U
擴展器
監控系統序列號
監控系統
２主要技術參數
2.1 防爆型式：礦用隔爆兼本質安全型；防爆標志：Exd[ib]I
2.2 配接設備：
2.3 正常工作環境：
環境溫度：0～40℃
相對濕度：≤95%
大氣壓力：80～116Kpa
煤礦井下爆炸性混合物環境
2.4 供電電源
a) 額定電壓：AC127/660V；
b) 波動范圍：75%～110%；
c) 頻率：48～52Hz；
d) 整機功率：120W。
2.5 本安電源輸出
a) 輸出2路Uo:DC18.9V；Io:570mA；Co：20uF；Lo：3mH；
b) 過流保護值570mA；
c) 過壓保護值≤20V；
d) 短路電流≤202mA。
2.6 備用電源
蓄電池：2組12V 7Ah蓄電池串聯；工作時間不小于2h,當交流電網停電時，備用電池立即自動投入工作。
2.7 斷電控制輸出：
6路繼電器接點輸出
繼電器通斷能力：AC127V/3A。
2.8 擴展器與接口或交換機之間采用光纖信號傳輸
a) 輸出光功率：≥-20dBm；
b) 最大傳輸距離：10km。
2.9 擴展器與轉換器、監控器等現場節點設備之間采用電纜信號傳輸
a) 傳輸方式：半雙工
b) 調制方式：CAN
c) 傳輸速率：5kbps
d) 信號參數：信號電壓峰峰值：（1～3）V；電流幅值≤20mA
e）最大傳輸距離：3km
2.10 傳輸介質
a) 光纖：單模；
b) 電纜：MHYVP型煤礦用聚乙烯絕緣鋁膜加編織屏蔽聚乙烯護套通訊電纜；外徑11.8mm；
電纜參數： 電容(nF/km)：紅—橙≤160；黃—棕≤80；
電感(uH/km)：紅—橙≤800；黃—棕≤900；
電阻(Ω/km)：紅—橙≤6.72；黃—棕≤23.3。
2.11 顯示功能：本安電源的電壓、電流值；工作狀態。
2.12 外形尺寸：l×b×h 545×310×220mm
2.13 質量：約40kg
3、工作原理及結構
3.1 工作原理
擴展器由電源﹑斷電控制、信號傳輸三大部分組成，見原理框圖。
a) 電源部分：由變壓器，非本安電源，本安電源，蓄電池組成。非本安電源輸出電壓為24-28V，
主要為本安電源板供電,并為蓄電池充電。本安電源板為外部提供18VDC 550mA本安電源，本安電源有限流保護、過壓保護和短路保護功能。兩個12VDC蓄電池串聯后與非本安電源的輸出端相接，擴展器在交流供電的情況下，非本安電源向蓄電池充電，當交流供電停止時，蓄電池自動投入向擴展器供電。蓄電池電壓低于23伏時，非本安電源自動關斷蓄電池供電的回路；
b) 斷電控制輸出部分:當繼電器板B3226本安信號輸入端有電流通過光隔，經放大驅動電路驅動繼電器動作，實行斷電控制輸出；
c) 信號傳輸部分：主要由光端機、E/C通訊轉換板組成。光端機通過光-電信號的轉換，經環網或光纜與主機進行數據通訊。E/CAN通訊轉換板是將電信號與CAN總線本安信號互相轉換。
3.2 電氣原理方框圖
圖1 電氣原理方框圖
3.3 結構
擴展器由機芯﹑外殼﹑出線裝置等組成。 控制器外殼是由鋼板焊接制成。
其中：機芯分為2層，底下一層裝有非本安電源、變壓器、蓄電池、繼電器卡；上一層裝有本安電源板2塊、光端機、E/C通訊轉換板、顯示板。機芯通過螺釘固定在殼體上，提手固定在殼體上。外殼設有外接地螺釘。擴展器具有重量輕,安裝方便等特點。
圖2 擴展器外觀結構圖
4、安裝及使用方法
4.1 安裝
擴展器應安裝在低壓變電所或不經常停電機電硐室內或其它處于新鮮空氣流通的供電開關附近。以保證擴展器長期連續運行。
4.2 接線
圖3 擴展器接線圖
4.2.1 擴展器在井下進行接線連接時，應關斷交流輸入電源和蓄電池電源，這一點應特別注意。
4.2.2 接入交流電源時，應檢查交流供電電壓是否與擴展器要求的電源電壓一致，防止接錯，損壞擴展器。
4.3 使用方法
4.3.1 擴展器在按接線圖連線完畢驗證無誤后，即可送電運行。
4.3.2 擴展器顯示窗顯示內容
圖4 擴展器顯示圖
5位數碼管顯示當前本安電源輸出的工作參數。左邊2位為綠色數碼管。左邊第1位顯示“U”（表示電壓）或“A”（表示電流）。左邊第2位顯示“1”（表示第1路）或“2”（表示第2路），后3位紅色數碼管顯示數值，表示當前的電壓或電流的輸出值。例如：“U 1 17.9”表示第1路當前輸出的電壓值為17.9V。“A 1 450”表示第1路當前輸出的電流值為450mA。
運行：系統運行指示燈。通電后，以2s為周期有規律閃爍為系統運行正常，當監測到IP或MAC地址沖突時，以1s為周期閃爍，系統運行故障。
以太網：以太網連接指示燈。燈亮表示以太網建立連接，燈滅表示以太網未建立連接。
傳輸：數據傳輸指示燈。燈閃爍表示以太網口上有數據傳輸，燈滅表示無數據傳輸。
故障：總線故障指示燈。燈滅表示CAN總線數據傳輸正常，燈亮表示CAN總線故障。
4.4 注意事項
4.4.1 擴展器在下井使用之前，應在地面與監控系統進行聯機試驗，試驗通過后在下井安裝投入使用。
4.4.2 注意在井下及危險場所不允許帶電開蓋。在松開擴展器上蓋的螺釘前,必須關斷交流輸入電源和蓄電池電源。
4.4.3 在接動力電源時，應先了解所接動力電源的電壓等級，在接入相應的端子上，避免接錯損壞設備。
4.4.4 安裝干線電纜和信號線纜時，應遠離動力電纜0.5m以上。各種電纜引線座必須牢固鎖緊，定期檢查。
4.4.5 安裝擴展器時，應符合《煤礦安全規程》的規定，應避開強磁場和有淋水的地方安裝。
4.4.6 本產品只能與說明書中規定的產品配接使用，與其它設備配接時須經防爆站審查檢驗，合格后方可配接使用。
4.4.7 擴展器的程序寫入需在井上完成，嚴禁在井下寫入程序。
4.4.8 運輸、安裝過程中應避免強烈沖擊、振動。
5、維護與修理
5.1 擴展器的維修應由經過培訓的人員進行。用戶無法排除的故障可送回本公司修理。
5.2 應按《煤礦安全規程》的規定，定期檢查、維護擴展器。定期檢查隔爆接合面。
5.3 擴展器是經過國家煤礦安全部門鑒定的。因此，用戶在維修擴展器時，不得改變擴展器電路中元器件的規格型號及電氣參數。本安電源板嚴禁用戶自行修理。
5.4 擴展器應在無腐蝕性氣體的倉庫內保存，長期不使用的擴展器，應定期進行維護，蓄電池定期充放電，以免損壞。
5.5 用戶在遵守保管、使用、安裝、運輸規則的條件下，從公司發貨之日起一年之內，因制造質量問題而不能正常工作的擴展器，我公司無償為用戶修理或更換。
6、隨機文件及備、附件
產品出廠時除擴展器外還包括：
1）使用說明書、出廠合格證、裝箱單
2）附件：遙控器、專用工具一件。
7、訂貨須知
7.1 訂貨時應在合同中注明：產品型號、名稱、數量和主要配置參數等。
7.2 訂貨時應在合同中注明：備件名稱、型號和數量。
