KTC101系统说明书.pdf

第 1 页 共 80 页 目录目录 第一章第一章 概述概述 ............................................................................................................................... 3 （一）系统简介（一）系统简介 ................................................................................................................................3 （二）系统组成及原理框图（二）系统组成及原理框图..............................................................................................................3 （三）系统功能（三）系统功能 ................................................................................................................................4 第二章第二章 系统组成详解系统组成详解................................................................................................................. 5 （一）KTC101-Z 型主控制器原型号TK210（一）KTC101-Z 型主控制器原型号TK210 .............................................................................5 （二）KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源（原型号TK220）（二）KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源（原型号TK220） ..................................................9 （三）KTK101-1 型和 KTK101-2 型系列组合扩音电话（三）KTK101-1 型和 KTK101-2 型系列组合扩音电话 .................................................................... 11 （四）KHJ15/18-1 型组合急停闭锁开关（四）KHJ15/18-1 型组合急停闭锁开关..................................................................................... 21 （五）KJS101 型系列本安输入输出（五）KJS101 型系列本安输入输出................................................................................................ 23 （六）MHYBV-7-2 型矿用七芯拉力电缆 （原型号TK230X）（六）MHYBV-7-2 型矿用七芯拉力电缆 （原型号TK230X） ....................................................... 25 （七）KFD101 系列多功能终端（七）KFD101 系列多功能终端 ....................................................................................................... 26 （八）系列传感器（八）系列传感器 .......................................................................................................................... 27 （九）其它（九）其它 ..................................................................................................................................... 35 第三章第三章 典型应用典型应用 ...................................................................................................................... 41 （一）工作面及顺槽的基本情况（一）工作面及顺槽的基本情况 .................................................................................................... 41 （二）KTC101 配置说明（二）KTC101 配置说明 .................................................................................................................. 41 （三）系统配置图（三）系统配置图 .......................................................................................................................... 42 第四章第四章 工作面控制器工作面控制器................................................................................................................. 43 （一）工作面控制器（一）工作面控制器....................................................................................................................... 44 （二）屏幕显示（二）屏幕显示 .............................................................................................................................. 44 （三）远停操作（三）远停操作 .............................................................................................................................. 47 （四）故障停机（四）故障停机 .............................................................................................................................. 47 （五） “就地（五） “就地”方式方式 .......................................................................................................................... 47 （六） “检修”方式（六） “检修”方式 ........................................................................................................................ 48 （七） “点动”方式（七） “点动”方式 ........................................................................................................................ 48 （八）工作面和顺槽同时控制（八）工作面和顺槽同时控制 ........................................................................................................ 48 （九）其它按键操作（九）其它按键操作....................................................................................................................... 49 （十）闭锁操作（十）闭锁操作 .............................................................................................................................. 50 第五章第五章 皮带控制器皮带控制器 .................................................................................................................. 50 第 2 页 共 80 页 （一）皮带控制器（一）皮带控制器 .......................................................................................................................... 50 （二）屏幕显示（二）屏幕显示 .............................................................................................................................. 50 （三） “就地（三） “就地”方式方式 .......................................................................................................................... 52 （四）检修方式的按键功能（四）检修方式的按键功能............................................................................................................ 53 （五）点动方式的按键功能（五）点动方式的按键功能............................................................................................................ 53 （六）其他键盘操作（六）其他键盘操作....................................................................................................................... 53 第六章第六章 原理讲解原理讲解 ...................................................................................................................... 53 （一）系统组成框图（一）系统组成框图....................................................................................................................... 53 （二）控制器内部信息流程（二）控制器内部信息流程............................................................................................................ 54 （三）输入、输出介绍（三）输入、输出介绍 ................................................................................................................... 55 （四）语音处理部分介绍（四）语音处理部分介绍 ............................................................................................................... 56 （五）电源介绍（五）电源介绍 .............................................................................................................................. 59 第七章第七章 参数设定参数设定 ...................................................................................................................... 59 （一）典型配置说明（一）典型配置说明....................................................................................................................... 60 （二）典型配置接线说明（二）典型配置接线说明 ............................................................................................................... 62 （三）典型配置参数设定说明（三）典型配置参数设定说明 ........................................................................................................ 63 第八章第八章 使用及维护使用及维护 .................................................................................................................. 75 （一）使用环境（一）使用环境 .............................................................................................................................. 75 （二）故障和维护（二）故障和维护 .......................................................................................................................... 75 第九章第九章 其他其他 ............................................................................................................................. 77 （一）运输、储存及包装（一）运输、储存及包装 ............................................................................................................... 77 （二）售后服务（二）售后服务 .............................................................................................................................. 78 附录附录 1 KTC101 控制流程图控制流程图 ....................................................................................................... 79 附录附录 2 KTC101 系列产品列表系列产品列表 ................................................................................................... 80 第 3 页 共 80 页 第一章第一章 概述概述 （ 一 ） 系 统 简 介（ 一 ） 系 统 简 介 KTC101（原型号 TK200）井下通讯、控制、保护系统是我公司在 KTC102（原型号 TK100）工 作面及胶带机通讯、 控制一体化系统基础上，重新开发研制的新一代产品。可实现综采、综掘 工作面；顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。 系统采用的是嵌入式技术， 上位机采用嵌入式计算机， 并配有两个标准串口， 串口通讯采用 modbus 通讯，可以与外界计算机或其他采用 modbus 通讯方式的设备配接实现信息共享。 从工作面到顺槽；从单条运输胶带到整个矿井的所有固定胶带机运输系统；从简单的头尾搭 接到“丁”字型、 “山”字型搭接；从设备启、停控制到工作电流、电压显示、皮带速度检测和 显示、煤仓煤位检测、显示、高低煤位停机；油温、油压、轴温等的检测和显示及计算机远程传 输通信；故障自诊断等等，KTC101 均可提供全套解决方案。 （ 二 ） 系 统 组 成 及 原 理 框 图（ 二 ） 系 统 组 成 及 原 理 框 图 1. KTC101 系统组成 1 主控制器控制、监测、显示中心。 2 矿用隔爆兼本质安全型电源用于 KTC101 系统的供电。 3 系列组合扩音电话可以实现拉线急停、沿线闭锁、通话、预警等功能。 4 系列组合急停闭锁开关可以实现拉线急停、沿线闭锁 5 系列本安型输入输出即远程控制分站，也被称为下位机。用于远距离信号采集和远 程控制。 6 系列多功能终端用于一个系统的末端或两个 KTC101 系统之间的尾尾搭接。 7 系列传感器用于胶带运输机的保护。 8 系列矿用七芯拉力阻燃电缆带有两层护套、双层屏蔽、两个快速不锈钢插头。 9 矿用远程控制箱当本系统控制非本安设备时，用于电气隔离转换。 10 系列特殊产品用于矿方特殊功能要求需要。 2. 系统原理框图 ★每个系统的实际配置应根据工作面/胶带机的实际情况而定★ 速度3.8M/S速度3.8M/S Y Y ℃℃ 电机模拟图， 当皮带运行时 有动画显示 堆煤传感器， 堆煤保护时颜 色变红 温度传感器， 温度保护时颜 色变红 跑偏传感器， 跑偏保护时颜 色变红 烟雾传感器， 烟雾保护时颜 色变红 皮带速度显示，当配接速度传感器 后，可实时检测速度，欠速后，可根 据参数设定，延时停车 第 4 页 共 80 页 （ 三 ） 系 统 功 能 （ 三 ） 系 统 功 能 1.1. 工作面设备和胶带运输机设备进行控制 工作面设备和胶带运输机设备进行控制 包括 工作面设备破碎机、转载机、前部运输机、后部运输机、各种泵站。 胶带运输机上运胶带运输机、平运胶带运输机、下运胶带运输机。 2.2. 设备状态检测 设备状态检测 包括 1 设备启停状态检测。 2 对胶带机速度、工作电流、煤仓煤位、轴温、油温、滚筒温度、电机绕组温度、胶带张 力、烟雾、纵撕、跑偏、堆煤、环境温度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度、等各种工况进行 检测。并在烟雾和环境温度动作时起动超温洒水电磁阀，降尘降温。 3.3. 设备状态显示 设备状态显示 控制计算机对以上参数检测后，在 KTC101-Z 主控制器上的 10.4”大屏幕彩色液晶平板显示 器上显示出来。 （以图形、动画和汉字的形式显示设备启/停和各种保护传感器的动作情况， 并用不同的颜色区分。 ） 4.4. 语言报警 语言报警 具有完善的语言报警提示功能，对于设备的起停、沿线闭锁及沿线故障、各种传感器保护和 故障等都带有语言报警提示当时设备的状态。 5.5. 设备启/停时间统计、故障自诊断显示。 6. 设备启/停时间统计、故障自诊断显示。 6. 多机控制 多机控制 一台主控制器，可以同时控制八条皮带。 7. 7. 目前世界上同类产品中沿线长度最长 目前世界上同类产品中沿线长度最长 系统一条CS沿线无中继达到 4 公里长，是目前世界上同类产品中最长的通信距离。因控制 器可带两路CS沿线，所以一台控制器无中继的控制距离达到 8 公里。 8. 8. 多机级联 多机级联 多台控制器之间，不需要再单独铺设通信电缆，通过系统自身沿线所带的七芯电缆，就可实 现彼此数据通信和信息交换，这大大减轻了多机系统的安装和维护费用。 9. 9. 远程通信及联网 远程通信及联网 通过一台控制器就可以将各个 KTC101 系统控制和检测的所有设备工作状态和参数传输给井 上计算机，在井上计算机进行显示和控制。 10.10. 灵活的参数设置功能 灵活的参数设置功能 通过主控制器上的参数设置功能，进行参数设置和调整，不同的设置实现不同的逻辑控制， 参数调整不需要另外编成，也不需要再另外传程序，通过简单的培训就可以自由调整参数。 11.11. 工作面设备的控制 工作面设备的控制 第 5 页 共 80 页 1 对于工作面运煤设备起停控制，具有电机高低速切换功能，逆煤流启动，顺煤流停车； 2 对于各种泵站的起停控制，并可以对泵的液位和压力进行检测并显示，并根据液位和压 力的变化来对泵的电磁阀进行逻辑控制。 12.12. 胶带机控制及保护 胶带机控制及保护 对胶带机主电机开关、张紧系统（可由参数设置为自动张紧、手动张紧、DBT 型自动张紧） 、 软启动系统、抱闸系统等进行控制，对电机温度检测和显示、对胶带机实现八大保护，并完 成胶带机沿线拉线闭锁、打点及通话功能。 13.13. 通话电话 通话电话 采用半双工通信方式，声强达 107 分贝，清晰度高。 14.14. 闭锁功能 15. 闭锁功能 15. 拉线急停 拉线急停 不再需要单独铺设另外的钢丝，只需拉动系统自身的电缆，就可实现急停,并显示急停位置。 16.16. 分布式控制 分布式控制 在系统中可串接智能输入输出，它本身带有 4-12 路输入和输出。输出为开关量，可分别单独 设定成与闭锁联锁或与闭锁不联锁；输入可接入开关量或模拟量。有了它，不需从控制器另 外布线，就可实现数据远程采集和远程控制。 17.17. 输出/输入 输出/输入 1 基本型控制器输出 20 路（开关量） ；输入最多 48 路（开关量/模拟量可选） 2 扩展型串接智能输出/输入后，最多扩展输出 140 路（开关量） ；输入 168 路（开关 量/模拟量可选） 。 18.18. 电缆及接插件 电缆及接插件 在 KTC101 系统中，我们采用了七芯双屏蔽双护套强拉力阻燃电缆，接插件采用专利技术并镀 金处理，接插件外壳为精铸不锈钢，插头、插座采用“U”型销快速连接。 第二章第二章 系统组成详解系统组成详解 （ 一 ） KTC101-Z型 主 控 制 器 原 型 号 TK210 （ 一 ） KTC101-Z型 主 控 制 器 原 型 号 TK210 1.1. 外形尺寸长宽高（600310340） 外形尺寸长宽高（600310340） 第 6 页 共 80 页 图（2-1） KTC101-Z 型主控制器前视图 图（2-2） KTC101-Z 型主控制器后视图 2.2. 控制器内部包括以下模块 1 控制器内部包括以下模块 1 主控模块---型号KTC101－Z.01（又称 CPU 模块；原型号 TK210.1） 主控模块---型号KTC101－Z.01（又称 CPU 模块；原型号 TK210.1） 此模块由嵌入式计算机和 10.4 吋 LCD 彩色显示器和其他相关组件组成。 它负责大部分控制、 显示、信息处理工作。 22 沿线检测模块---型号KTC101－Z.02（又称 CS 模块；原型号TK210.2） 沿线检测模块---型号KTC101－Z.02（又称 CS 模块；原型号TK210.2） 它和沿线系列扩音电话、智能输入输出、耦合器等设备通过七芯电缆相连，对沿线的状态进 行查询，将结果（比如哪台电话按下闭锁、沿线在何处断路、智能输入输出的输入值、通过 耦合器得到的下皮带状态等信息）上传给主控模块。在一个控制器中，最多可安装 2 个 CS 模块，这两个模块完全通用，但根据插在母板的位置不同，系统自动将它们区分为 CS1 和 CS2；且可独立工作。 33 I/O 模块---型号KTC101－Z.03（即输入/输出模块；原型号TK210.3） I/O 模块---型号KTC101－Z.03（即输入/输出模块；原型号TK210.3） 主控模块通过 I/O 模块对控制器附近非常集中的输入、输出点进行采集和控制。每一个 I/O 模块均带有 10 路开关量输出 （前 6 路可通过硬件选择设定是否与强制闭锁联锁,而后 4 路无 硬件强制闭锁；但 10 路输出均可通过软件选择是否与闭锁连锁） ；带有 12 路开关量或频率 量输入。在一个控制器中，最多可安装 2 个 I/O 模块。这两个模块完全通用，但根据插在母 板的位置不同，系统自动将它们区分为 IO1 和 IO2。 第 7 页 共 80 页 44 纯输入模块---型号KTC101－Z.04（又称 IN 模块；原型号TK210.4） （待选配件） 纯输入模块---型号KTC101－Z.04（又称 IN 模块；原型号TK210.4） （待选配件） 一个控制器可带一块纯输入模块，可接 24 路开关量或频率量输入。 55 耦合器模块---型号KTC101－Z.05（又称 COU 模块；原型号TK210.5） （待选配件） 耦合器模块---型号KTC101－Z.05（又称 COU 模块；原型号TK210.5） （待选配件） 因为 KFD101-A 型耦合器只是用于当两系统尾尾相连时系统之间的耦合。而当两系统头尾搭 接时，无法采用 KFD101-A 耦合器，可应采用 COU 模块进行耦合。具体连接方法如下 2号控制器和3号控制器是头尾 搭接，即3号控制器的沿线尾 端直接接到2号控制器上。此 时必须 1. 将3号控制器CS1来的电缆 插到2号控制器的CS2插座上。 2. 在2号控制器母板的CS2插 座的位置上插一块COU模块。 按照以上要求做好后，就可完 成2号和3号系统之间的信息沟 通及音频耦合。 CS1插座CS1插座 CS1插座CS1插座 CS2插座CS2插座 2号控制器 3号控制器 2号控制器 3号控制器 CS1插座CS1插座 1号控制器1号控制器 1号控制器所带沿线和2 号控制器所带沿线是尾 尾搭接，在搭接处必须 安装一台KFD101-A型多 功能终端，用于两系统 信息交换及音频耦合。 KFD101-A 型多功能终端 KFD101-A 型多功能终端 图（2-3） COU 模块安装说明 注意 注意 COU 模块不是由本控制器供电的，而是由下一控制器供电的。所以如果按照上图配置的话， 有可能会在 2 号控制器上看到 “COU 模块 不在线” 。这并不代表 COU 模块损坏，而是 3 号 控制器停电所致。这并不影响 2 号控制器的工作。 66 语言报警模块---型号KTC101－Z.06（又称 SP 模块；原型号TK210.6） 语言报警模块---型号KTC101－Z.06（又称 SP 模块；原型号TK210.6） 用于设备启、停及各种故障的语言报警。一个控制器安装一块。 77 母板---型号KTC101－Z.07（原型号TK210.7） 母板---型号KTC101－Z.07（原型号TK210.7） 在控制器内部，都有一块安装板，其上有 8 个白色 96 芯插座。除了 CPU 模块，键盘模块外， 其它上面提到的模块均插到这个安装板上，我们将其称为母板。其结构如下图 S P CS 1 CS 2或COU 备用 S P CS 1 CS 2或COU 备用 C O M IO 1 IO 2 I N C O M IO 1 IO 2 I N 母板母板 IN 外引线插座组IN 外引线插座组 IO 2外引线插座组IO 2外引线插座组 IO 1外引线插座组IO 1外引线插座组 IO 1跳线组IO 1跳线组IO 2跳线组IO 2跳线组备用跳线组备用跳线组 内连线插座内连线插座 闭锁选择 图（2-4） 各模块在母板上的位置 跳线的含义 跳线的含义 每一个 I/O 模块均有 10 路输出口，其中前六路输出可以通过上图中对应的跳线组从硬件 第 8 页 共 80 页 级设定是否和闭锁连锁。 “硬件级与闭锁连锁关系”是指某一个输出口（即继电器）跟沿线闭锁有一个硬件上的连 锁关系，当沿线有闭锁时，该继电器就断开并无法闭合。下图中给出了 IO1 跳线组 6 个跳线与 IO1 模块前六路输出的对应关系。 （IO2 的设定与 IO1 相同） 图（2-5） 跳线的定义 例如你想让 IO1 的第 3 路输出在硬件上和闭锁连锁，就将上图中跳线组的“3”号短路子 去掉即可。如你想让第 6 路在硬件上和闭锁不连锁，就将跳线组中的“6”号短路子插上，使 “6”号的两个针短接即可。 “程序级与闭锁连锁关系”是指某一个输出口由计算机程序控制与闭锁的连锁关系。如在 程序参数中设定此输出口与闭锁连锁，当沿线有闭锁时，主控模块会按照程序通知 IO 模块将 该继电器断开。在参数设定中有一项可以调整某设备是否与闭锁连锁，这是用于设定“程序连 锁” 。 注意 注意 如你将某一路的短路子从跳线组上拔去，从而在硬件级上将该路设定为与闭锁连锁，那么 你必须在参数设定中也将该路设定为“与闭锁连锁” 。否则的话会出现有闭锁时该设备停机， 但一旦闭锁解除，该设备马上重新启动的情况。这非常危险 如果你将某一路在硬件级上设成与闭锁不连锁，你仍可以从参数上设定该设备和闭锁连 锁，此时有闭锁时同样会停机。但你要知道这种连锁是程序级的连锁，与硬件无关。所以我们 并不推荐这样做。我们推荐的方式是如果你在参数中设定该输出和闭锁连锁，你就应该将该 路对应的短路子拔去；如果你在参数中设定该输出和闭锁不连锁，你就应该将该路对应的短路 子插上。 IO1、IO2 模块的后 4 路输出在硬件级都与闭锁不连锁，一般用于控制和闭锁无关的设备 （比如泵） 。 闭锁选择 闭锁选择 因为一台控制器可以带有两路沿线，为了实现 CS2 沿线闭锁后也能强制闭锁某些输出，特 设置了一个“闭锁选择”拨码开关。该开关的拨码位置定义如下 左侧拨码开关ON 左侧拨码开关OFF 右侧拨码开关ON 不允许 IO1 前六路和 CS1 闭锁联锁 IO2 前六路和 CS1 闭锁联锁 右侧拨码开关OFF IO1 前六路和 CS1 闭锁联锁 IO2 前六路和 CS2 闭锁联锁 IO1 前六路和 CS1 闭锁联锁 IO2 前六路的短路子必须插上 根据上表可以看出，IO2 的前六路输出可以通过拨码开关设定成要么与 CS1 沿线闭锁联 锁、要么与 CS2 沿线闭锁联锁。而 IO1 的前六路输出只能和 CS1 沿线闭锁联锁。 注意 注意 第 9 页 共 80 页 根据上表可以看出，在使用中应避免出现左右侧拨码开关在同侧的情况 8 根据上表可以看出，在使用中应避免出现左右侧拨码开关在同侧的情况 8 键盘模块---KTC101－Z.08－1（又称 KEY 模块；原型号TK210.8-1） 键盘模块---KTC101－Z.08－1（又称 KEY 模块；原型号TK210.8-1） 用于检测各按键值，然后将键值上传给主控模块。 99 轻触键盘--- KTC101－Z.08－2（又称 KEY；原型号TK210.8-2） 轻触键盘--- KTC101－Z.08－2（又称 KEY；原型号TK210.8-2） 用于输入各种参数和执行操作。 1010 通信模块--- KTC101－Z.10－1（又称 COM 模块，原型号TK210－MODEM） （待选配件） 通信模块--- KTC101－Z.10－1（又称 COM 模块，原型号TK210－MODEM） （待选配件） 它提供一路调制解调器接口，用于控制器和其他系统的主机（比如地面计算机等）进行数字 通信。 （ 二 ） KDW101型 矿 用 隔 爆 兼 本 质 安 全 型 电 源 （ 原 型 号 TK220） （ 二 ） KDW101型 矿 用 隔 爆 兼 本 质 安 全 型 电 源 （ 原 型 号 TK220） 1.1. KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源外形尺寸长宽高（600320250） KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源外形尺寸长宽高（600320250） 图（2-6）KDW101 型电源箱前视图 图（2-7） KDW101 型电源箱内部视图（标准配置） 2.2. KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源原理和组成 KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源原理和组成 1 KDW101 型矿用隔爆兼本质安全型电源是为 KTC101 系统特制的电源， 输入电压 AC 127V, 50Hz，输出两组 DC 5V、两组 D