一、概述
ＫＪ５０型ＰＲＯＭＯＳ监控系统（以下简称ＰＲＯＭＯＳ系统）是一种适用于各种控制任务的通用型、高性能、高可靠性的工业自动化系统，它适用于煤矿有甲烷和煤尘爆炸危险的环境中。
ＰＲＯＭＯＳ系统有较强的适用性和可扩展性，可以组成不同的控制规模，小到一条皮带，大到整个采区及至全矿井的生产过程控制。
方便灵
活，其逻辑控制方式可以通过软件编程来实现，使复杂的控制逻辑变得简单易行。
系统中的产品采用简便快捷的直插式插接件相连，使系统在恶劣的环境中也能快速准确的安装和更换。
系统中有独立的语音通讯线，使系统在可以延伸的地方就可以进行语音通讯。
系统中有独立的安全保障回
路，与控制回路相连使用，可使系统控制安全可靠。
１、系统型号
ＫＪ ５０
登记序号
矿用监测、监控系统或设备
２ 防爆型式
系统中的产品有矿用本质安全型 Ｅｘ ｉｂＩ （＋１５０℃）设备和矿用隔爆兼本安型 Ｅｘ ｄｉｂ Ｉ 二种防爆形式。
３ 适用环境
－工作环境温度：０－４０℃；
－平均相对湿度：不超过９５％（＋２５℃）；
－大气压力：８０－１０６ ｋＰａ；
－无剧烈振动和冲击的场所；
－有甲烷和煤尘爆炸的危险环境中；
－允许有溅水但无破坏绝缘的腐蚀性气体的矿井中。
二、系统结构与工作原理
２． ＰＲＯＭＯＳ产品组成
序号
型号 名称 防爆标志 防爆合格证号 备注
０１ ＫＤＷ１０ 矿用直流稳压电源 ｄｉｂ Ｉ １９６２２６０ ０２ ＫＪＡ４ 耦合器 ｄｉｂ Ｉ １９６２２５９ ０３ ＫＪＡ４Ａ 耦合器 ｄｉｂ Ｉ １９６２２５９ ０４ ＫＪＦ２１ 控制器 ｉｂ Ｉ １９６４２７１ ０５ ＫＪＪ１０ 控制接口 ｄｉｂ Ｉ １９６２２６１ ０６ ＫＪＪ１０Ａ 控制接口 ｄｉｂ Ｉ １９６２２６１ ０７ ＫＰＡ１ 按钮 ｉｂ Ｉ １９６４２６６ ０８ ＫＰＧ２ 开关 ｉｂ Ｉ １９６４２６６ ０９ ＫＦＤ１ 线路终端 ｉｂ Ｉ １９６４２６４ １０ ＫＦＤ１Ａ 双路终端 ｉｂ Ｉ １９６４２６４ １１ ＫＰＧ３ 急停开关 ｉｂ Ｉ １９６４２６５ １２ ＫＰＧ３Ａ 带预警急停开关 ｉｂ Ｉ １９６４２６５ １３ ＫＰＧ３Ｂ 过站急停开关 ｉｂ Ｉ １９６４２６５ １４ ＫＰＧ３Ｃ 拉线急停开关 ｉｂ Ｉ １９６４２６５ １５ ＫＴＫ１ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ １６ ＫＴＫ１Ａ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ １７ ＫＴＫ１Ｂ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ １８ ＫＴＫ１Ｃ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ １９ ＫＴＫ１Ｄ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２０ ＫＴＫ１Ｅ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２１ ＫＴＫ１Ｆ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２２ ＫＴＫ１Ｇ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２３ ＫＴＫ１Ｈ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２４ ＫＴＫ１Ｉ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２５ ＫＴＫ１Ｊ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２６ ＫＴＫ１Ｋ 扩音电话 ｉｂ Ｉ １９６４２７０ ２７ ＫＪＫ３ 辅助控制器 ｉｂ Ｉ １９６４２６９ ２８ ＫＪＫ３Ａ 无急停开关辅助控制器 ｉｂ Ｉ １９６４２６９ ２９ ＫＣＣ１ 智能Ｉ／Ｏ接口 ｉｂ Ｉ １９６４２６７ ３０ ＫＣＣ１Ａ 智能Ｉ／Ｏ接口 ｉｂ Ｉ １９６４２６７ ３１ ＫＺＤ２ 电控阀 ｉｂ Ｉ １９６４２６８ ３２ ＫＰＪ１ 接近开关 ｉｂ Ｉ １９６４２７３ ３３ ＫＰＪ１Ａ 接近开关 ｉｂ Ｉ １９６４２７３ ３４ ＫＧＵ３Ｂ 堆煤开关 ｉｂ Ｉ １９６４２２７ ３５ ＫＧＥ９Ａ 跑偏开关 ｉｂ Ｉ １９６４２２６ ３６ ＫＧＳ２ 速度传感器 ｉｂ Ｉ １９６４２２５ ３７ ＢＮ４１ Ｔ 型连接器 ｉｂ Ｉ １９２４２７２ ３８ ＫＪＡ５ 本安信号耦合器 ｉｂ Ｉ １９７４０８７ ３９ ＫＺＣ５ 控制转换接口 ｄｉｂ Ｉ
３ 工作原理
ＰＲＯＭＯＳ监控系统有两种重要总线：Ｌｉｎｉｅ和ＡＳＴ总线。
Ｌｉｎｉｅ总线用于上位机与井下控制器及控制器与控制器之间的连接。
ＡＳＴ总线用于控制器与智能型部件、非智能型部件之间的连接。
见ＰＲＯＭＯＳ系统结构简图。
３．１ 编程及程序传送
ＰＲＯＭＯＳ系统要完成监控功能，首先应根据用户的具体要求进行编程。
在普通ＰＣ机的Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下，应用ＰＲＯＭＯＳ公司自己的编程软件ＰＤＲＡＷ，可以绘制出配置图和逻辑关系图，然后经过ＰＣ机的编译汇编，生成控制器可以识别的机器码，通过通讯口传给控制器，也可以通过Ｌｉｎｉｅ总线将控制程序代码传给现场的其他控制器。
控制器把程序代码存入Ｅ２ＰＲＯＭ中，就可在每次上电后执行程序。
３．２ 运行
上电后，控制器首先对非智能部件进行查询；以确定其数量、状态。
控制器检测出急停开关及安全回路的具体状态，对非智能部件检查完成后，开始对智能部件进行初始化。
根据用户程序对智能部件进行的设置，以确定每一输入口是模拟量、开关量，还是频率量，每一输出口是开关量或频率量。
另外，智能部件的配接顺序必须与程序设定相同。
控制器同智能部件之间的通讯为令牌式。
控制器连续不断地向ＡＳＴ线发送令牌，当智能部件接收的传感器信息发生改变，需要向控制器汇报时，捕捉令牌，将自己的信息以报文的形式发送给控制器，这种方法被称做汇报式。
通过这种方法，智能部件只有在传感器状态发生改变时才和控制器进行通讯，这样即节省了时间，又保证了反应速度。
智能部件连接所有的传感器及被控设备，通过传感器采集数据，智能部件进行预处理，然后传送给控制器，由控制器进行处理。
控制器命令的输出，是以报文的形式按地址直接发给智能部件。
智能部件接到报文后，执行控制器命令。
三、技术特性
１． 电源：
供电电压： ＡＣ １２７Ｖ， 波动范围 －２５％～＋１０％
输出三路： ＤＣ １２Ｖ 二路， ＤＣ ５Ｖ 一路
技术参数为：
－最高开路电压： Ｕ０ ＝ １２．３Ｖ ／ ５．３Ｖ
－最大短路电流： Ｉ０ ＝ １．３Ａ ／ ２．０Ａ
其中 １２Ｖ 用于供给控制器本身和 ＡＳＴ 设备，另一路１２Ｖ供给ｌｉｎｉｅ卡， ５Ｖ 供给控制器本身的ＣＰＵ部分。
在本系统中，对于各个设备来讲，电源 ＫＤＷ１０ 为关联设备，而对于除电源以外的各种ＰＲＯＭＯＳ设备，互为配接设备。
２． 信号传输速度：
Ｌｉｎｉｅ 线： ３８．４ｋＢｄ， １９．２ｋＢｄ， ９．６ｋＢｄ， ４．８ｋＢｄ 四种可选
ＡＳＴ 线： ２．４ｋＢｄ
３． 控制器程序存贮器容量：
ＥＥＰＲＯＭ ２５６Ｋ 可扩展５１２Ｋ
４． 传输距离：
ＡＳＴ 线传输的最长距离： ３ｋｍ，但在实际使用中要根据配接设备多少而定，ＡＳＴ线的终端电压不小于８Ｖ时系统才可能正常工作，且至少每隔
１００ｍ必须有一个设备，ＡＳＴ部件的密度和顺序是任意的。
传感器接口与传感器之间电缆的最大长度为９０ｍ。
Ｌｉｎｉｅ 线传输的最长距离： １０ｋｍ， 每加一耦合器可延长 ７ｋｍ。
（通讯波特率在１９．２ｋｂｉｔ／ｓ时）
５． 电缆参数：
ＡＳＴ电缆电源芯线参数：
电感 Ｌ ≤ ０．７８ｍＨ／ｋｍ
电容 Ｃ ≤ ８５ｎＦ／ｋｍ
电阻 Ｒ ≥ ３Ω／ｋｍ
ＡＳＴ其余电缆及ＬＩＮＩＥ线的分布参数为：
电感 Ｌ ≤ ０．６０ｍＨ／ｋｍ
电容 Ｃ ≤ ８５ｎＦ／ｋｍ
电阻 Ｒ ≥ ３２ Ω／ｋｍ
６． 控制范围：
在现场中被用于以下方面：
² 回采工作面运输机、转载机、 破碎机等
² 单座人员运输设备
² 井下降温设备
² 冷却设备
² 散体建筑材料运输设备
² 皮带运输机
² 液压泵站
² 采空区充填
² 部分断面巷道掘进机
² 排水设备
７． 监测洗煤厂洗选设备
ＰＲＯＭＯＳ系统具有完善的监测功能。
可对现场各种环境参数及生产设备工作状态进行采集监测。
如：甲烷、一氧化碳、二氧化碳、烟雾、温
度、风速、负压、皮带速度、转向、打滑、跑偏、断带、料位、电压、电流、频率等。
８． 语音通讯
ＰＲＯＭＯＳ系统具有完善的语音通讯功能。
通过具体设计可实现全矿井或部分区域的语音通讯。
９． 安全保障
ＰＲＯＭＯＳ系统具有独立的安全保障回路，在任何情况和任何地点，通过按下急停按钮或拉线式急停开关，都能使被控设备立即停车，以保证人身
和设备的安。
四、安装
系统的安装实际是各种产品安装，除了按各自的使用说明安装以外，同时在矿井下安装要严格按照系统配置方案将系统连接好。
在安装过程中应
特别注意设备的插座、电缆插头的防护，否则将会影响电缆的连接性能。
五、 调试
设备下井前一定要在地面进行一次地面调试，将系统所有的功能模拟至少５遍，将所有的参数按计算的结果设置完成。
设备在井下安装好后，先进行空载运行。
首先调试传器感器的输入情况，待系统的工作稳定后，再将
被控设备和系统连接．
六、使用和操作
ＰＲＯＭＯＳ系统是一个多功能的通用系统，每一套系统都是根据用户的实际需要进行设计，所以每套系统的使用方法和操作方法都有所不同，请参
阅各自具体系统的操作说明。
也有许多的操作是共同的。
１． 急停操作，当有紧急情况发生时，可以按下最近一个急停按钮，如采用拉线式急停的，通过拉动电缆线就可以中断安全回路，使系统处于紧急停车状态。
２． 语音通讯，系统中的任何一台电话都可以收话，按下扬声器的讲话按钮，可以送话。
３． 手动预警，在系统的任何一台扬声器上，都有警报发生按钮，按下后可以在其他扬声器发出预警声响信号。
七、保养注意事项
１．ＰＲＯＭＯＳ系统中的产品长期不使用时，应将其包装好，放到０℃－４０℃相对湿度不大于９０％的仓库中。
２．长期存放后使用，应首先通电２４ｈ，使系统中的蓄电池充满电后再投入运行。
八、定货
１． 定货时需提供现场设备布置图。
２． 提供系统功能要求。
３． 提供控制闭锁关系图。
配置说明
一、在ＰＲＯＭＯＳ系统配置中，首先应了解二种总线，即ＬＩＮＩＥ线和ＡＳＴ线。
１． ＡＳＴ线
ＡＳＴ线是由控制器发出的，上面可连有ＫＪＫ３，ＫＣＣ１，ＫＴＫ１，ＫＦＤ１等设备，最后经ＫＦＤ１结束的一种ＰＲＯＭＯＳ系统专用电缆。
规格：２×６．０ｍｍ２＋２×（２×０．５ｍｍ２）＋１×０．５ｍｍ２
电源芯线的分布参数：
电感 Ｌ≤０．６０ｍＨ／ｋｍ
电容 Ｃ≤８５ｎＦ／ｋｍ
电阻 Ｒ≥３Ω／ｋｍ（单芯）
其余芯线的分布参数为：
电感 Ｌ≤０．７８ｍＨ／ｋｍ
电容 Ｃ≤ ８５ｎＦ／ｋｍ
电阻 Ｒ≥ ３２Ω／ｋｍ（单芯）
在电缆的安装过程中，每条ＡＳＴ线的两头都装有ＢＮ４１．．插头，每台ＡＳＴ设备上都装有ＢＮ４１．．插座，插头和插座直接相连而连成系统。
２． ＬＩＮＩＥ线
ＬＩＮＩＥ线用于控制器与控制器之间及控制器与地面之间的通讯，在正常使用时应有四芯，如有语音通讯要求时应再加二芯．
电缆的分布参数是：
电感 Ｌ≤０．６０ｍＨ／ｋｍ
电容 Ｃ≤ ８５ｎＦ／ｋｍ
电阻 Ｒ≥ ３２Ω／ｋｍ
如果ＬＩＮＩＥ需长距离传输，可在中间加ＫＪＡ４型耦合器
（１）
（２
二、ＰＲＯＭＯＳ系统配置原则
在ＰＲＯＭＯＳ的系统配置中，应严格遵循如下原则： １． 每个系统的ＡＳＴ线都从控制器开始。
２． 每条ＡＳＴ线都以一台ＫＦＤ１型系列线路终端结束。
３． 在ＡＳＴ线上，每１００ｍ必须有一台ＰＲＯＭＯＳ设备。
４． 工作时终端电压不得小于８Ｖ。
５． ＡＳＴ线上的设备排列顺序是可以调换的，密度不受限制。
６． ＡＳＴ线上的智能Ｉ／Ｏ部件，用于和传感器和执行装置相连，导线的最大长９０ｍ。
７． 控制器之间及控制器与地面之间用ＬＩＮＩＥ相连，连线的最大长度１００００ｍ，加耦合器可延长７０００ｍ。
８． 控制器通过ＫＤＷ１０型电源供电，直接相连。
９． 所有接入本系统的外部设备必须是本安的，或经ＰＲＯＭＯＳ系统的本安／非本安耦合器耦合的非本安设备。
１０．本安电源ＫＤＷ１０可以专为ＰＲＯＭＯＳ系统中的电话供电，但电源的出口必须加１２０Ω的电阻，才能和电话相连。
电缆的总长不大于３０００ｍ，并且每１００ｍ内，至少一台设备。
二、供电说明
１． ＫＪＦ２１控制器采用ＫＤＷ１０型稳压电源供电。
２． ＫＪＪ１０，ＫＪＪ１０Ａ，ＫＪＡ４，ＫＪＡ４Ａ采用ＡＣ １２７Ｖ供电。
三、负载电流计算及说明
在正常工作时，控制器耗电流２００ｍＡ，智能型部件耗流１５ｍＡ，扬声器耗电流１３．５ｍＡ，急停开关和手动开关耗电流２ｍＡ，终端耗电流２０ｍＡ，从负载能力考虑，可将所有的设备耗流相加，只要不大于１．０Ａ即可，从电压降来考虑，做如下计算：
条件：电源电压 ： １２Ｖ ＤＣ， 终端电压 ： ８Ｖ ＤＣ 电源电缆电阻 ： ３Ω／ｋｍ
每Ｘ米有一台设备，平均耗电流ＹＡ时计算：
Ｕ１＝１０Ｖ
Ｕ２＝Ｕ１＋０．００３×Ｘ×Ｙ Ｕ３＝Ｕ２＋２×０．００３×Ｘ×Ｙ Ｕ４＝Ｕ３＋３×０．００３×Ｘ×Ｙ ．．．
Ｕｎ＝Ｕｎ－１＋（ｎ－１）×０．００３×Ｘ×Ｙ
Ｕｎ＝１０Ｖ＋０．００３×Ｘ×Ｙ＋２×０．００３×Ｘ×Ｙ＋
３×０．００３×Ｘ×Ｙ．．．＋（ｎ＋１） ×０．００３×Ｘ×Ｙ １２＝１０＋０．００３×Ｘ×Ｙ×（１＋２＋３＋．．．＋ｎ－３）
２／（０．００３×Ｘ×Ｙ）＝１＋２＋３＋．．．＋ｎ－１＝（１＋ｎ－１）×（ｎ－１）／２ ４／（０．００３×Ｘ×Ｙ）＝ｎ×ｎ－ｎ
做如下几种情况分析： １．
Ｘ＝１００，Ｙ＝０．００１５，ｎ＝３０，电缆长度可达３０００ｍ
２。
在皮带系统中，使用最多的是开关设备，平均电流可能大大降低。
假定，Ｘ＝１００，Ｙ＝０．０１，那么，ｎ＝３７ 电缆长度可达３７００ｍ
３．在设备密度较大时，假定，Ｘ＝５０，Ｙ＝０．０１５，那么ｎ＝４３电缆长度可达２１５０ｍ
４．对具体情况而言，在配置方案一中，总的耗电流为１．０Ａ，控制器和电源直接相连，供电电缆从控制器开始，电流为０．８Ａ，假定１０ｍ一台设备，单台设备平均耗流０．０８Ａ，即ｘ＝１０，Ｙ＝０．０１，那么，ｎ＝１０１ 电缆长度可达１０１７ｍ，对于５００ｍ而言，足能满足要求，在配置方案二中，ＡＳＴ线路总电流为４２３ｍＡ，单台设备的平均耗电流４２３／３５＝１２ｍＡ，设备平均间隔８５ｍ，即，Ｘ＝８５，Ｙ＝０．０１２，那么，ｎ＝３６．６５
电缆长度可达３１１６ｍ，对于３０００ｍ而言，也能满足要求。
在实际工作中，设备有可能不均匀分布，但也不可能出现完全将设备集中到电缆的末端，相反，就皮带系统而言，设备多集中在皮带的头部，这样更有利于电源的传输。
基于以上的分析，我们设计了配置方案。
每种方案的配置原则，都应保证终端ＫＦＤ１的电压大于８Ｖ。
具体方案： 方案一： Ｕ
１２Ｖ０
１０ ２
天 津 贝 克 电 气 有 限 公
ＰＲＯＭＯＳ系统
司 Ｋ Ｊ ５ ０ 型 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ Ｏ Ｓ 系 统 使 用 说 明 书
此 配 置 电 缆 长 度 ３ ０ ０ ０ 米 ， 是 针 对 信 号 较 少 而 通 讯 距 离 较 长 的 场 所 而
配的，如皮带运输系统自动化控制。
方案二：
此 配 置 针 对 信 号 范 围 广 而 通 讯 距 离 长 而 配 置 的 。
具 体 为 二 台 控 制 器
串联使用，每台控制器的具体配置可选用方案一或方案二的任意一 种。
方案三：
此 配 置 是 针 对 大 规 模 集 中 控 制 而 配 置 的 。
具 体 为 最 多 ３ ２ 台 控 制 器 串 联
使用，每台控制器的具体配置可选用方案一或方案二的任意一 种。
方案四：
此 配 置 是 在 方 案 二 的 基 础 上 ， 将 Ｌ Ｉ Ｎ Ｉ Ｅ 线 通 过 耦 合 器 延 伸 到 地 面 ， 供 全
矿井监控系统使用。
ＰＲＯＭＯＳ系统配接传感器说明
天 津 本 贝 克 电 气 有 限 公 司 生 产 的 Ｋ Ｊ ５ ０ 型 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ Ｏ Ｓ 系 统 的 Ｋ Ｊ Ｆ ２ １ 型 控 制
器、ＫＪＫ３型辅助控制器、ＫＣＣ１型智能Ｉ／Ｏ部件的通用输入接口可以本公司
生产的ＰＯＭＯＳ系列或其他厂家所生产的矿用本安传感器配接。
连 接 方 式 ： 信 号 连 接
连 接 制 式 ： １ － ５ ｍ Ａ Ｄ Ｃ 或 ０ ～ １ ０ Ｖ 或 ０ － １ ０ ０ Ｈ ｚ
电 缆 长 度 ： 最 长 ９ ０ 米
如 果 使 用 其 他 型 号 传 感 器 ， 应 经 防 爆 检 验 部 门 审 查 认 可 方 可 接 入 。
传感器输出信号为：０～５ｍＡ输出方式时，采用外部匹配５００－１０００欧姆
的方法进行连接。
传感器为０～１０Ｖ输出方式时，采用直接连接法连接。
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天 津 贝 克 电 气 有 限 公
ＰＲＯＭＯＳ系统
司 Ｋ Ｊ ５ ０ 型 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ Ｏ Ｓ 系 统 使 用 说 明 书
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天 津 贝 克 电 气 有 限 公
ＰＲＯＭＯＳ系统
司 Ｋ Ｊ ５ ０ 型 Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ Ｏ Ｓ 系 统 使 用 说 明 书
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