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KJ750粉塵監控系統

      概述

    KJ750-F礦用本安型粉塵監控分站 (以下簡稱“分站”),是KJ750煤礦粉塵監控系統的關鍵組成部分。該分站與KD660W/18B礦用隔爆兼本安型直流穩壓電源配套使用,能為各種本安傳感器提供本質安全型電源,實時采集巷道內各路傳感器信號和各路粉塵治理裝置的數據,經處理后按設定參數執行控制操作。該分站不僅能與中心站計算機通訊,將采集值傳送到地面中心站,也可執行中心站發出的各種遠程控制指令,而且還具有智能通訊口,可連接各種智能開停設備。

    該分站為礦用本質安全型產品,防爆標志為:ExibⅠ Mb,可應用于需要實時監測各種粉塵參數的煤礦。

    主要特點

    1) 具有8路本質安全傳感器接口,每路接口能兼容模擬量及開關量傳感器,并為傳感器提供本質安全電源;

    2) 4路斷電控制輸出,其中近程斷電2路,遠程2路,能實現就地斷電和遠程斷電控制;

    3) 大屏幕液晶分頁顯示各傳感器參數、裝置執行狀態,具備實時時鐘顯示功能;

    4)LED指示燈顯示通訊狀態等;

    5) 能與中心站通訊,傳送采集數據和接收控制命令;

    6)具有RS485智能接口和網絡接口,可以擴展連接各種智能設備;

    7)全功能遙控系統參數設置,傳感器參數設置等;

      工作原理

    該分站的中央處理器選用TI公司MSP430系列16位單片機MSP430F149,外圍電路包括:液晶顯示、紅外遙控等人機接口電路,前置放大、通道切換、線性隔離放大器等信號處理電路、控制輸出、主通訊及智能口通訊等接口電路和數據存儲電路。

    ①MSP430F14X系列16位低功耗單片機

    MSP430F149是TI 公司推出的MSP430F14X系列單片機中較為高端的產品。該系列單片機具有以下主要特點:

    ●60KB FLASH ROM、 2KB RAM、256B Flash
    ● 低電源電壓范圍:1.8V-3.6V
    ● 16為RISC體系結構,150ns指令周期
    ● 超低功耗
    ● 5種節電方式

    ● 從等待方式喚醒時間小于6us
    ● 三個基本時鐘源

    ● 12位200kbps的A/D轉換電路,自帶采樣保持器
    ● 內部的溫度傳感器
    ● 三個具有捕獲/比較寄存器的16位定時器TimerA

    ● 七個具有捕獲寄存器的16位定時器TimerB
    ● 標準的14針JTAG編程調試接口
    ● 可選擇UART或SPI模式的兩通道串行通訊接口
    ● 安全的熔絲代碼保護機制

    ② 信號采集電路

    具有獨立的8路傳感器信號輸入,每路通道有獨立的過流過壓保護功能。該部分電路最大的特點是每一通道均能兼容頻率量、電流量、電壓量和開關量信號制式,可由用戶自行定義。而且由于信號隔離采用線性隔離放大器方式,采樣速率和精度比現有的壓頻轉換后光電隔離方式有較大的提高;

    ③ 控制輸出電路

        具有2路近程斷電和2路遠程斷電控制輸出。遠程斷電選用OMRON超小型低功耗繼電器,輸出方式為常開/常閉可選。近程斷電采用光電耦合器輸出,帶過流保護功能。

    ④ 數據存儲電路

        該部分電路設計用來在分站暫時存儲來自各傳感器或裝置的參數,存儲芯片選用的鐵電存儲器,高速并行寫入,容量為256k字節,100億次擦寫次數,不會產生EEPROM和FLASH存儲方式因壽命短而失效的情況。

    ⑤ 顯示及紅外遙控電路

    顯示電路由MCU控制器直接控制輸出,采用320×240分辨率大尺寸屏液晶,對比度可調。顯示直觀,界面友好,功能齊全。

    紅外遙控接收電路選用專用遙控解碼芯片TC9149,該芯片接口簡潔,可靠性高,按鍵組合靈活。

    ⑥ 通訊電路

    分站與分站之間、分站與各裝置之間通訊電路采用RS485模式。通訊口采用光電隔離,電源獨立供電。通訊口支持最大10km的傳輸距離,通訊速率為2400bps,通訊為主從式半雙工輪詢模式。

     分站與數據傳輸接口之間通訊電路采用RS485模式。通訊口采用光電隔離,電源獨立供電。通訊口支持最大10km的傳輸距離,通訊速率為2400bps,通訊為主從式半雙工輪詢模式。

       分站與交換機之間的通訊電路采用網口通訊,通訊口支持最大20km的傳輸距離,傳輸速率:10/100Mbps自適應。

     

      主要技術參數

    ① 適用條件

         環境溫度:0℃~40℃

         相對濕度:<95%RH

    大氣壓力:80 kPa~106 kPa

    ② 分站主要技術指標:

    1)額定工作電壓:18V,波動范圍:(12~24)V;

    2)工作電流:≤100mA;

    3)最大監控容量:8路信號輸入,4路控制量輸出(無源觸點信號2個、電平信號2個)

    4)本安參數:Ui: 12.3V  , Ii:840mA ,  Li:0 ,Ci: 1.43&micro;F

    5)信號制式:

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