1 概述
KJ350-F監(jiān)控分站(以下簡(jiǎn)稱分站)是一種多功能通用性分站,可以適用于我公司的KJ349礦用人員管理系統(tǒng)。與KJ349-D礦用本安型讀卡器、KJ349-K/K1標(biāo)識(shí)卡配套使用,通過對(duì)讀卡器發(fā)出的無線編碼信息進(jìn)行接收處理,可檢測(cè)出移動(dòng)目標(biāo)的位置、編碼和移動(dòng)方向,傳輸分站將接收到的信息進(jìn)行處理、存貯、并通過RS-485接口自動(dòng)傳輸給地面計(jì)算機(jī)。分站具有液晶顯示功能,并能為讀卡器提供DC18V電源接口,可以為各讀卡器校準(zhǔn)時(shí)間,是KJ349煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)的主要組成設(shè)備。其具有以下特點(diǎn):
采用32位處理器設(shè)計(jì),集數(shù)據(jù)處理、存貯、傳輸?shù)葹橐惑w;
具有時(shí)間和溫度顯示,在現(xiàn)場(chǎng)更實(shí)用;
超高頻工作,調(diào)制方式O-QPSK,具有高可靠性、高抗干擾能力。
多通信接口設(shè)計(jì),和上位機(jī)可以以CAN、485或以太網(wǎng)方式通信;
容錯(cuò)性設(shè)計(jì),系統(tǒng)故障后,分站可獨(dú)立工作,并在系統(tǒng)恢復(fù)后,自動(dòng)恢復(fù)上傳;
采用通信冗余設(shè)計(jì),對(duì)傳輸接口的通信采用完全獨(dú)立的雙路設(shè)計(jì),現(xiàn)場(chǎng)使用更安全。
本產(chǎn)品執(zhí)行常州迪泰科特測(cè)控設(shè)備有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/DM001-2013》。
2 適應(yīng)的環(huán)境條件
a) 工作溫度: 0℃~40℃ ;
b) 濕度: ≤98 %(25℃時(shí));
c) 大氣壓力: 80kPa~116kPa ;
d) 機(jī)械環(huán)境: 無顯著震動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合;
e) 含有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下。
3 基本功能
a) 分站具有與傳輸接口雙向通信及工作狀態(tài)指示功能;
b) 分站具有數(shù)據(jù)采集功能。分站通過讀卡器采集數(shù)據(jù),然后通過指令將數(shù)據(jù)發(fā)送給中心站;
c) 分站具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。當(dāng)系統(tǒng)通信中斷時(shí),分站能存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)卡號(hào)和時(shí)刻,系統(tǒng)通信正常時(shí),上傳至中心站;
d) 分站具有初始化參數(shù)設(shè)置和掉電保護(hù)功能;
e) 分站具有外接備用電源。當(dāng)電網(wǎng)停電后,能繼續(xù)進(jìn)行對(duì)讀卡器的信息采集、處理。
4 主要技術(shù)指標(biāo)
4.1 防爆形式:礦用本質(zhì)安全型,防爆標(biāo)志:ExibIMb。
4.2 電氣性能
a) 工作電壓:直流 9V~24V;
b) 工作電流:≤110 mA(12V時(shí));
4.3 通信方式
4.3.1 分站與傳輸接口
a) 通訊方式:RS485、半雙工;
b) 通訊速率:1200bps/2400bps;
c) 通訊信號(hào)電壓峰值:2V~12V;
d) 最大傳輸距離:12km(使用MHYV煤礦用阻燃電纜,單芯線徑截面不小于1.5mm2)。
4.3.2 分站與讀卡器
a) 通訊方式:RS485,半雙工;
b) 通訊速率:2400bps;
c) 通訊信號(hào)電壓峰值:2V~12V;
d) 最大傳輸距離:2km(使用MHYV煤礦用阻燃電纜,單芯線徑截面不小于1.5mm2)。
4.4 分站容量
a) 最大掛接讀卡器數(shù)量:8臺(tái);
b) 最大存貯卡容量:每個(gè)讀卡器2000張。
4.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力
分站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間:2小時(shí)以上。在通信中斷時(shí),各分站正常工作,并把數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在各自分站內(nèi)。待通信恢復(fù)后,各分站把標(biāo)識(shí)卡的卡號(hào)和時(shí)間上傳至地面計(jì)算機(jī)。
5 主要結(jié)構(gòu)特征與工作原理
5.1外形尺寸及重量
a) 外形尺寸(如下圖1,長(zhǎng)×寬×高):380mm×270mm×82mm。
b) 整機(jī)重量:5kg。
5.2 工作原理
本分站是一個(gè)以32位處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。可為掛接的讀卡器提供工作電源。其原理框圖如圖2所示,主要由處理器、存儲(chǔ)器、RS485通信接口、數(shù)值及狀態(tài)顯示等功能電路組成。
處理器與上位機(jī)進(jìn)行通信,并同時(shí)接收、處理讀卡器的信息,用來識(shí)別標(biāo)識(shí)卡身份信息、并傳輸給上位機(jī)。存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)還未向上位機(jī)傳出的信息。RS485接口通過傳輸電纜與上位機(jī)進(jìn)行通信。液晶模塊可以顯示時(shí)間、溫度、分站號(hào)和各讀卡器的狀況。電源模塊為讀卡器提供電源接口。
圖2 分站電路原理框圖
5.2.1 中央處理單元
KJ350-F型分站采用的是ST公司生產(chǎn)的ST32F107VCT6大容量32位處理器。芯片內(nèi)有64K字節(jié)的RAM,256K程序存儲(chǔ)器,工作主頻為72M。
5.2.2 參數(shù)保存單元
本單元主要用于設(shè)置參數(shù)和保存初始化參數(shù),數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在處理器內(nèi)部的FLASH上,掉電后數(shù)據(jù)可保存時(shí)間10年以上。
5.2.6 通信單元
分站中支持RS485口數(shù)據(jù)傳輸,也支持以太網(wǎng)或者CAN方式通信,可以滿足現(xiàn)場(chǎng)各種不同的組網(wǎng)要求。
485數(shù)字信號(hào)采集電路由共模抑制器、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲和TVS管組成,具有很強(qiáng)的抗沖擊能力和短路、開路保護(hù)功能。通過485通信方式將讀卡器的信息采集到分站。
5.2.7 顯示單元
顯示采用液晶顯示,具有中文提示菜單,可以實(shí)時(shí)顯示所掛接的讀卡器的工作狀態(tài)。狀態(tài)顯示電路以指示燈的方式指示分站的供電狀態(tài)、通信狀態(tài)及輸入分站的信號(hào)制式和分站上各路電源的工作情況。
5.2.8 初始化設(shè)置單元
分站的初始化設(shè)置除了可在系統(tǒng)地面中心站用軟件對(duì)分站進(jìn)行定義設(shè)置外,還可以通過我公司的FYF3型遙控發(fā)送器對(duì)分站進(jìn)行就地手動(dòng)初始化設(shè)置。
6 使用與接線
分站為箱體式結(jié)構(gòu),其接線面板如下圖3,與電源的接線出廠時(shí)已經(jīng)接好,用戶只要將電源引出線的插頭直接擰在分站的接電源箱插座處即可。
6.1 航空插座管腳排序
圖4 航空插座管腳圖
6.4 各類航空插座的連接要求
實(shí)際使用時(shí),用戶只需要接信號(hào)輸入通道和與接口通信通道的電纜。出廠時(shí),隨機(jī)配送有4芯電纜,上面有與分站配對(duì)的插座。直接擰在分站上后,按顏色區(qū)分,代表意義如下表1。
表1 接線規(guī)則表
線的顏色 接口類型 |
白 |
綠 |
藍(lán) |
紅 |
讀卡器輸入口 | 18V輸出電源負(fù) | 485信號(hào)B線 | 485信號(hào)A線 | 18V輸出電源正 |
主通信及數(shù)字通信口 | 485通信的A線 | 485通信的B線 | - | - |
6.5 電源航空插座的接線
電源插座出廠時(shí)已經(jīng)接好,表示意義為:1腳:+12V。2腳:VSS。3腳:+18V1。4腳:+18V2。5腳:+18V3。6腳:+18V4。7腳:+18V5。8腳:+18V6。9腳:+18V7。10腳:+18V8。11腳:BAT,備用電池投入信號(hào)。12腳:GND,備用主板地。18腳:GND。19腳:GND。
6.6 分站主板的跳接線設(shè)置
RS485通信時(shí):J18、J20為對(duì)接口通信的主、備口120Ω匹配電阻選擇跳線,短接表示選擇電阻,視具體情況而定。一般通信距離超過4km時(shí)應(yīng)該短接。
6.7 使用、操作前的檢查
6.7.1 每次使用前,用戶首先必須認(rèn)真閱讀分站的使用說明書,并嚴(yán)格按照說明書中規(guī)定的要求仔細(xì)檢查分站內(nèi)外的各插頭是否有因運(yùn)輸而造成的松動(dòng);電源引入的交流電壓等級(jí)是否相符,連接是否正確(否則將燒毀變壓器);各種接線是否準(zhǔn)確無誤。檢查電路板上的所有連接線、插頭是否正確無誤。
6.7.2 仔細(xì)檢查分站連接插頭座連接電纜是否正確。
6.7.3 仔細(xì)檢查電源變壓器的輸入等級(jí)是否正確。
6.7.4 完成上述檢查并確定無誤后,方可開啟電源。
6.8 使用前準(zhǔn)備
6.8.1 外接本安電源輸入
分站與外接本安電源通過多芯航空插頭連接。
6.8.2 本安口轉(zhuǎn)出
本安輸出口對(duì)外輸入本安電源的同時(shí),還將備用電源的投入信號(hào)輸出到分站,本安接線端子上有明顯的接線標(biāo)志,根據(jù)標(biāo)志接線接入。
6.8.3 初始化定義
通過遙控器對(duì)分站進(jìn)行初始化定義設(shè)置,完成分站地址、定位類型和讀卡器數(shù)量的設(shè)定。
6.9 分站的紅外遙控設(shè)置
6.9.1 設(shè)置分站信息功能
同時(shí)按配套的FYF3型遙控發(fā)送器上的“▲”、“▼”鍵進(jìn)入遙控方式,按功能鍵,選擇功能,提示所指功能。遙控發(fā)送器的外形如下圖5所示,操作方式見下表2。
圖5 遙控器外形圖
表2 遙控器操作方式表
按鍵 | 操作內(nèi)容 |
功能鍵 | 選擇下一級(jí)菜單 |
上 | 被選擇內(nèi)容的增加或向上選擇 |
下 | 被選擇內(nèi)容的減少或向下選擇 |
上、下鍵同時(shí)按 | 進(jìn)入和退出調(diào)整模式 |
S1、S2鍵同時(shí)按 | 退出調(diào)整模式 |
功能0, 顯示并修改分站號(hào)(1---255);
功能1, 校準(zhǔn)當(dāng)前環(huán)境溫度;
功能2, 校準(zhǔn)當(dāng)前時(shí)間;
功能3, 顯示并修改分站的定位類型;
功能4, 修改配接的讀卡器數(shù)量。
6.11 發(fā)光二極管指示說明
分站共有14個(gè)發(fā)光二極管,左側(cè)是交直流指示(亮表示電池供電);右側(cè)從上到下依次為與地面中心站和讀卡器進(jìn)行通信的指示,依次為上接收、上發(fā)送、下接收、下發(fā)送(亮表示數(shù)據(jù)有效);下側(cè)從左至右依次:分站電源指示和8路18V電源指示(亮表示有電)。
7 注意事項(xiàng)
7.1 用戶必須嚴(yán)格按照說明書中規(guī)定的要求連接分站的外接電路和配接設(shè)備;
7.2 分站各種未用的接口和插座用戶不得隨意占用;
7.3 檢修分站時(shí),用戶不得改動(dòng)原電路的參數(shù)及條件,不得改動(dòng)電氣元件的規(guī)格、型號(hào)及參數(shù);
7.4 與分站連接的所有電路和電器設(shè)備必須是經(jīng)聯(lián)檢合格的本質(zhì)安全電路或本質(zhì)安全型電氣設(shè)備;
7.5 在使用中,若要打開電源箱或分站,必須把電源箱的交流輸入電源和備用電池用電全部斷開;
7.6 每次使用前必須檢查分站連接插頭座連接電纜是否正確;
7.7 在作了上述檢查無誤后,方可開啟電源;
7.8 只有正確設(shè)置分站地址,監(jiān)控分站才能與地面主機(jī)正常傳送數(shù)據(jù),當(dāng)?shù)刂钒l(fā)生重復(fù)時(shí),數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生連續(xù)“出錯(cuò)”顯示。
8 故障分析與排除
8.1 常見故障現(xiàn)象
a) 分站顯示斷線;
b) 分站與地面監(jiān)控主機(jī)不能正確通信;
c) 分站直流電源發(fā)光二極管不指示;
d) 紅外遙控操作不靈;
e) 直流電源輸出偏低;
f) 當(dāng)交流電源停電后,備用電源不能正常投入。
8.2 常見故障排除方法
8.2.1 分站顯示斷線
排除方法:分站顯示斷線,說明傳感器信號(hào)未進(jìn)入。排除時(shí),首先應(yīng)用萬用表檢測(cè)輸入通道取樣電阻兩端的電壓,看其是否在0.2 V~1 V之間。如沒有,可考慮斷線、傳感器故障或輸入通道保護(hù)器件損壞等因數(shù);如有,則考慮是后面電路問題。
8.2.2 分站直流電源發(fā)光二極管不指示
排除方法:當(dāng)遇此故障時(shí),可用萬用表檢測(cè)輸入插頭處有無+12V、+18V直流電壓。如無電壓,則可考慮是對(duì)應(yīng)電源板接觸不良或出現(xiàn)故障等原因。
8.2.3 紅外遙控操作不靈
排除方法:此時(shí),可用萬用表檢測(cè)紅外接收部分的解碼芯片對(duì)應(yīng)管腳電平是否正常翻轉(zhuǎn),如不能正常翻轉(zhuǎn),則可能是紅外接收頭損壞。如正常,則應(yīng)考慮芯片ST32F107VCT6是否損壞。
8.2.4 直流電源輸出偏低
排除方法:直流電源輸出偏低時(shí),應(yīng)檢查對(duì)應(yīng)不同電源等級(jí)的變壓器抽頭連接是否正確。
8.2.5 當(dāng)交流電源停電時(shí),備用電源不能正常投入
排除方法:此時(shí)應(yīng)考慮電源箱的備用電池是否失效。否則,即可能是電源充電板出現(xiàn)故障。
9 保養(yǎng)、維護(hù)
9.1 保養(yǎng)
a) 使用時(shí),必經(jīng)指定人員負(fù)責(zé)分站的日常維護(hù)和保養(yǎng);
b) 維護(hù)及保養(yǎng)人員必須認(rèn)真閱讀《使用說明書》,熟悉分站的內(nèi)、外結(jié)構(gòu)及電路原理;
c) 使用中,維護(hù)及保養(yǎng)人員應(yīng)經(jīng)常檢查分站的各通道及電源的連接是否可靠,箱蓋是否壓緊、蓋板螺絲是否緊固;
d) 分站必須安放在無水處使用,嚴(yán)禁被水打濕;
e) 分站長(zhǎng)期不使用時(shí),必須將分站的備用電池?cái)嚅_,且每隔三個(gè)月務(wù)必給備用電池充電一次,以確保備用電池的使用壽命。充電時(shí)間:一次大約35小時(shí)。
9.2 維護(hù)
a) 分站的維修必須由接受過生產(chǎn)廠家專門培訓(xùn)的修理人員進(jìn)行;
b) 分站在使用中發(fā)生故障,應(yīng)首先切斷電源,然后再按照保安規(guī)程的要求進(jìn)行處理;
c) 在對(duì)分站進(jìn)行檢修、維護(hù)和保養(yǎng)時(shí),開蓋前必須首先切斷交流電源,嚴(yán)禁帶電操作!
d) 嚴(yán)禁改動(dòng)本電路的任何參數(shù)。
10 運(yùn)輸、貯存
10.1 分站在安裝和搬運(yùn)時(shí),務(wù)必小心、謹(jǐn)慎,避免劇烈震動(dòng)和沖擊。搬運(yùn)時(shí),嚴(yán)禁拉扯設(shè)備之間的電纜線,避免造成人為的破壞;
10.2 安裝、存放時(shí),嚴(yán)禁放置在被水直接滴淋的場(chǎng)所;
10.3 包裝后的分站,在避免雨雪直接淋襲的條件下,可適用于水運(yùn)、陸運(yùn)及空運(yùn)等各種運(yùn)輸方式。
10.4 包裝后的分站能在溫度為-10℃~+40℃,相對(duì)濕度不大于90%的環(huán)境中貯存12個(gè)月以上。
11 附件及資料
使用說明書 1份;
產(chǎn)品合格證 1份;
FYF3型遙控發(fā)送器 1只(視具體情況);
裝箱單 1份。