山东中煤电器.矿用隔爆兼本安型显示控制箱.
用途
KXJ127矿用隔爆兼本安型显示控制箱（以下简称显示控制箱）主要安装于煤矿井下机电硐室、排水泵房、皮带机头、临时排水点等地点，连接在矿上以太网内，用于地面与井下进行图像传输、语音对讲。其逻辑动作可以通过软件编程来实现，是复杂的逻辑控制变得简单、易行。控制箱内部的输入输出设置有隔离电路，可靠的电气保护和安全保护，从而确保控制器的可靠运行和电气安全。
显示控制箱连接在能够上网的场合（不能上网的场合组成内网），能够与远程指挥端形成虚拟内网，方便对设备进行远程诊断、程序下载等工作。
显示控制箱执行标准GB3836-2010、Q/ZMD026－2011。
——平均相对湿度: ≤95%RH（＋25℃）；
——大气压力: 80kPa～106kPa；
——机械环境: 无显著振动和冲击的场合；
——适用于有瓦斯和煤尘爆炸的危险环境中；
——周围介质无腐蚀性气体。
Ø 工作电流：≤1A。
Ø 本质安全型开关量输入信号：高低电平信号，低电平≤5V，高电平≥ 13V。
Ø 本质安全型模拟量输入信号：输入的电流信号4mA～20mA。
Ø 开关量输出：继电器无源节点输出。
Ø 网络通讯：传输速率：10/100 Mbps自适应；
信号工作电压峰峰值：1.0V～5.0V；
传输距离：≤100m；（使用CAT5、CAT6类网络双绞线）。
Ø 语音通讯：话音强度≥85 dB；
失真度≤15%。
Ø 本安参数：U0：DC18.5V， I0：1000mA ；b）C0：2.1μF， L0：0.1mH 。
备注：输出本质安全型电源为江苏新力科技实业有限公司生产的DHK-（B）输出本质安全型电源（防爆编号：32008430）参数。
4 产品分类
4.1 型式
矿用隔爆兼本质安全型“Exd[ib] I Mb”。
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矿用通讯系统及设备 |
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工作电压：127V
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通信及控制综合
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5 产品结构及原理
显示控制箱由本安电源、触摸屏、网络设备、外壳四大部分组成，其外部结构如图1所示。
图1外部结构及尺寸图
Ø 具有与其它交换机连接，将语音数据、视频数据等通过网络传输。
Ø 具有采集模拟量信号和开关量信号功能。
Ø 具有继电器输出控制功能。
Ø 具有通讯功能。具有网络通讯与RS485两种通讯方式。
Ø 通过显示屏可以显示运行状态及参数。
Ø 具有将摄像仪监控的图像在显示屏上显示。
5.2.2 电气原理
显示控制箱内放置网络语音模块，语音模块通过网络实现与地面的语音模块的数据通讯；放置视频服务器，监控视频信号通过视频服务器实现地面的图像监控；放置VPN路由器，实现传输通道的物理连接。
显示控制箱内置西门子PLC，用于完成用户的输入输出要求，完成用户要求的各种输入输出逻辑动作。
显示控制箱内置鼠标板，可有效的解决了触摸屏在井下无法使用鼠标操作的难题，将触摸屏在井下的操作与在地面操作一样简单、方便。
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显示控制箱 |
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扬声器
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麦克
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语音模块 |
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视频服务器
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VPN路由器
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触摸屏
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PLC
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隔爆型光纤摄像仪
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网络交换机
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图2 系统原理框图
6 安装、调试、操作及使用注意事项
显示控制箱在安装前，应仔细检查外壳及电器元件是否在运输中遭到碰撞损坏，紧固螺栓是否松动。技术文件、产品出厂合格证应与产品一致。
显示控制箱主要安装于井底车场、通风巷道、采区峒室、泵房等无显著振动和冲击的场所。
显示控制箱应垂直安装，其倾斜角度不大于5°。
显示控制箱安装时，最好制作安装底座。
显示控制箱底座基础图见下图。
图3 基础安装图
6.2.1 接线位置
显示控制箱的接线主要集中在接线腔内，其位置图如下：
图4 接线位置图
D1,D2为交流电源接线端子。用于连接交流127V。
D3，D4为线缆穿墙端子，所有的输入输出均通过穿墙端子引入主腔。所有的输入输出接线通过穿墙端子后均引入XT1快速接线端子。用户输入输出的接线均在XT1端子排进行。
D5为光缆穿墙端子，主要为光纤摄像仪的连接以及网络通讯的光纤通讯。
D6为本安腔的穿墙端子，主要为语音输入输出以及手动操作按钮、鼠标操作按钮等线的连接。
6.2.2 接线原理
显示控制箱内其接线定义见下图。
D1-1、D1-2接线端子连接AC127V供电电源（务必检查电源等级，否则可能会造成不应有的危险），D3-1为光缆，连接隔爆型光纤摄像仪。其它输入输出见图5所示。
若为用户定做，以随机附图为准。
图5接线端子图
6.3 调试
因西门子新推出的S7-1200系列PLC具有卓越的性能和强大的网络通讯功能，故PLC选择西门子S7-1200系列，编程采用网口直接进行，此接口除了应用于编程调试、HMI以及PLC间的通讯外，还支持开放的以太网协议，可以与第三方设备进行通信。
S7-1200的编程软件STEP7 Basic 11.0采用了全集成自动化的理念，除增强了软件的易用性和界面友好型外，还是一功能强大、风格统一的自动化系统软件平台。
S7-1200系列PLC控制器具有模块化、结构紧凑、功能全面等特点，适用于多种应用领域，能够保障现有投资的长期安全。控制器具有可扩展的灵活设计，拥有符合工业通讯最高标准的通信接口以及全面的集成工艺功能，可以作为一个组件集成在完整的综合自动化解决方案中。
故PLC的编程请使用西门子公司提供的SIMATIC STEP7 Basic 11.0软件进行。
图6 ＰＬＣ控制器
除客户特别指定外，触摸屏选用维纶MT8104或者昆仑通态TPC1062K。维纶触摸屏编程软件使用EB8000，在威纶通的官方网站的下载中心即可下载（http://www.weinview.cn/）；昆仑通态的编程软件使用MCGS嵌入版，在MCGS官方网站的下载中心即可下载（http://www.mcgs.com.cn）。
触摸屏与PLC的通讯使用以太网口进行。
图7 10寸触摸屏
网络音频模块采用我们自行开发的主板，能接收网络音频数据流，转换成音频模拟信号输出。亦能采样本地的mic输入或linein 输入，发送到网络上，供其他网络音频模块接收播放。提供语音级的双向音频数据传输，便于构建网络语音对讲系统。 模块还提供了一组功放控制接口，具有静音输出，工作信号输出，继电器输出和开关输入，可方便控制外置大功率功放。
音频模块使用我们随机提供的设置软件进行设置。需要配置IP地址、播放模式等。
网络语音模块连接以太网口，使用网络接口传输音频信号。
图8 网络音频板
视频服务器采用海康单路视频服务器，服务器需要设置ＩＰ地址。
视频服务器默认的IP地址为“192.0.0.64”，使用网线将计算机网口连接至控制箱的交换机网口，计算机的IP地址设置成“192.0.0”段内的任意IP地址（192.0.0.63，保证不能重复），在计算机IE浏览器内输入“192.0.0.64”，用户名：admin，密码：12345，端口：8000，即可进入编码器系统。进入系统后设置成系统需要的IP地址即可。
图9 单路视频服务器
若用户需要解码至电视墙输出，请选用海康威视公司提供的DS6301或者DS6308解码器进行解码。
注：若出厂时，IP地址已经设置过，请使用我们随机标签的IP地址，设置时，请将上位机设置为同一IP段的即可。
若使用IE登陆不上，请选择IE工具—internet选项—安全，把安全级别设置为低，并将右边栏目关于Active的安全全部选择为启用，确定后重新输入IP地址，确认控件安装后就可以看到登陆界面。
7 故障分析与排除
7.1 常见故障分析及排除
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故障现象
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原因分析
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解决方法
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备注
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触摸屏不亮
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直流24V电源坏
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更换交流电源
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触摸屏后边保险丝烧坏
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更换随机的保险丝1A
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PLC工作不正常
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检查是否下载应用程序
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重新下载用户应用程序
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检查是否将PLC置为运行状态
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将PLC置为运行状态
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鼠标不动作
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鼠标板故障
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更换鼠标板
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USB转PS2线故障
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更换USB转PS2转接线
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PLC读取不到输入量
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检查本安18V电源
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更换本安电源模块
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检查直流24V电源
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更换直流24V开关电源
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无视频图像
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检查网络视频服务器
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更换网络视频服务器
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检查视频接收光端机
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更换视频接收光端机
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检查至视频服务器的光纤是否正常
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使用打光笔测试光缆链路是否通畅
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7.2 维修注意事项
a) 在使用和维修过程中必须维持原设计的本质安全电路的电气参数和保护性能,更换本安电路及关联电路中的电气元件时，不得擅自改变电路的电气参数和本安性能，也不得改变本安电路和与本安电路有关的电气参数及元器件的电气参数、规格型号等，特殊部件应向厂家购买，更不得仿制。
b) 井下有瓦斯爆炸危险的场所检修本产品时，禁止用非防爆仪表进行测量或用电烙铁检修，检修时及时切断前级电源。
c) 在非危险场所安装的本产品的关联设备，检修时必须切断接到危险场所的本质安全型电路的接线。
d) 打开外壳维修时，不得用改锥或扁铲等工具插入隔爆面内硬撬硬撑，维修后要清理结合面，不要将煤尘或其他杂物残留在隔爆面上,盖好盖后，要用塞尺检查隔爆面间隙是否符合要求，发现问题及时调整。
e) 维修时打开隔爆结合面不得留下一根螺栓不拆下并以此为轴转动。
f) 长期停止运行或维修过程中，应将控制箱右侧上的电源开关断开。
g) 维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电器参数、规格和型号。
h) 本产品不得随意与其它未经联检的设备连接。
i) 本产品未规定配接设备，在与其它设备连接时应经联检合格后方可连接。
j) 维修时注意防止“失爆”（注意保护紧固件和保护引入装置里的橡胶密封圈）。
8 运输和储存
l 产品包装木箱摞装层数不得大于二层。
l 搬运时避免摔碰和防雨淋。
l 必须贮存在干燥的房间内。
l 随机技术资料：产品合格证、使用说明书、装箱单各1份。
l 开箱时，请注意轻拿轻放。
l 设备取出时，应注意检查在运输过程中，是否有破损的现象，主机机箱是否完好。
l 按照装箱单的内容检查产品及资料是否齐全。
10 订货和服务
l 订单上需注明产品名称、型号、数量及交发货日期。
l 订单上需注明收发货单位、联系人、通讯地址、托运方式及到站名称。
