KXH0418矿用本质型可编程电控箱

1、一、 概述1. 产品用途矿用本安型可编程电控箱（以下简称PLC），为本质安全型电气设备，适用于煤矿有瓦斯煤尘等爆炸危险环境中，作为控制设备。PLC适用于煤矿企业的自动化控制；根据输入的用户程序来完成各种自动化控制。PLC和KHJ1/15矿用本安型急停开关配接可组成带式输送机保护装置。2. 执行标准矿用本安型可编程电控箱严格按照Q/CZHX007-2008企业标准执行。3. 型号4. 防爆型式矿用本质安全型，标志为“Exib”。5. 使用环境l 环境温度：-1040。l 平均相对湿度：不大于95%RH（+25）。l 大气压力：80kPa106kPa。l 无显著振动和冲击的场合。l 无破坏绝缘的腐

2、蚀性气体场合。l 甲烷爆炸性气体环境。二、 结构特征与工作原理1. 结构特征2. 工作原理PLC原理框图如上图所示。PLC需要一组DC18V、二组DC12V开关电源,DC18V由KDW660/18D电源继电器箱提供，为位置识别板供电，一组DC12通过接线端子为外围电路给供电，一组DC12V为PLC内部供电，三组电源互不共地。PLC是一种适合工业控制用的智能装置，它采用梯形图及语句表作为编程语言，同时支持用户自定义C函数，建议主控制逻辑用梯形图编写，功能模块函数由用户自定义C函数实现。系统自动识别并转换用户自定义C函数，修改调用方便。系统采用了严格的抗干扰措施，具有很高的可靠性。PLC采用循环扫

3、描的工作方式，完成整个处理过程为一个扫描周期，一个扫描周期由用户程序的长短大小决定，如果用户程序编写错误，系统在编译时会准确提示用户，提示信息直观明了，有助于程序修改。输入处理以扫描方式顺序读入所有输入端的状态（开关量及频率量），并将状态存入相应的映象存储器，在程序执行期间，即使输入状态发生变化，相应的映象存储器中的内容也不会发生改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才会被读入。输出处理将用户程序执行的结果输出到输出板的输出锁存器，通过隔离电路向外输出控制信号，这是电控箱的实际输出。用户程序处理按照先左后右、先上后下的步骤，逐条执行用户程序。由底板、通讯板、输入板、输出板、CPU板、液晶显示

4、模板、键盘板、位置识别板组成。CPU与底板、位置识别板、通讯板、输入板、输出板、液晶显示模板交换信息，并接收键盘板的信息。输入与输出采用光耦和主板内部电路完全隔离，电源经过开关电源模块隔离对CPU等供电，提高了系统的电源利用效率和抗干扰能力。上位机或其它主站可以通过主板上的通讯芯片与PLC交换数据。PLC输入端采集到的信号送至CPU处理，再通过不同的用户程序来控制其相应的输出。2.1 CPU主板主板是整个电控箱的核心，主板通过底板上的地址/数据总线和控制信号线控制用户板，并驱动液晶显示模块交换数据信息，接收键盘板命令，完成显示信息的刷新。主板需要提供一组DC1218V的电源，装有一个14芯插座

5、对位LED状态显示灯板接口，以提示外部设备运行状态、故障信息等显示。LED显示灯板由底板上的LED灯板电源接口供电。2.2 通讯板通讯板用于PLC或上位PC机之间的数据远距离传输，数据传输采用半工二芯异步方式，符合RS-485标准，传输速率为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bps可选，另外提供一路以太网传输接口（此功能根据用户需要可选配）。实际使用时，相距最远的两台PLC的通讯传输线上应各加一只120欧姆匹配电阻，通讯传输线的屏蔽层连接良好并在一点接地，接地点应避开动力接地线；另外，通讯传输线的走线应远离动力线，并避免与动力线平行走线。另外提供一路频率

6、检测通道，测量范围85000Hz。2.2.1 配置区设置配置区即：P区A、主通讯口P0、P1、P2为控制分站巡检区，具体含义如下：P0000：主口巡检分站数,从1起(分站数量) P0001：主口巡检通讯速率；0-1200；1-2400；2-4800；3-9600；4-19200；5-28800；6-57600 P0002：:bit0=1,主口PLC协议;bit1=1,使能巡检应答B、从通讯口P3、P4、P5为控制上位机通讯区，具体含义如下：P0003：本机PLC站地址 P0004：PLC通讯速率；0-1200；1-2400；2-4800；3-9600;4-19200;5-28800；6-576

7、00 P0005：设置无效，目前只用从口控制。2.3 位置识别板位置识别板通过四芯电缆与具有编码功能的传感器(如KJH1/15急停闭锁开关)配合，检测动作传感器(如闭锁跑偏纵撕等)的类型和位置。另外提供一路频率检测通道，测量范围85000Hz。2.3.1 配置区设置配置区即：P区A、沿线急停开关配置P80、P81、P82为控制沿线分站巡检区，具体含义如下：P0080:位置板1沿线速率,=0P0081:位置板1沿线数据占用分站号P0082:位置板1沿线口数量，根据实际的急停闭锁开关数量设置。B、分站通讯口P3、P4、P5为控制上位机通讯区，具体含义如下：P0083:位置板1主通讯巡检速率P008

8、4:位置板1主通讯巡检分站基地址P0085:位置板1主通讯巡检分站数量如果在底板总线通道中扩展位置识别板那么配置区的配置区从P86P88位置板2的沿线急停开关配置，P89P91为位置板2分站通讯口配置，如有第三板位置板则依此类推。2.4 底板底板提供总线通道及电源，应用时将CPU板插入CH0通道，其它用户板可任意插入其它通道。2.5 输入板输入板采用光耦隔离器，用于外界与PLC内部的电气隔离。数据的输入采取动态扫描的方式，即减少了功耗，又增加了输入路数。输入量共有30路。若接点闭合，输入口光耦导通，经过光耦隔离后向PLC内部输入一个低电平信号；若接点断开，输入口光耦导通，经过光耦隔离后向PLC

9、内部输出一个高电平信号。2.6 输出板输出板用光耦隔离器，输出放大后驱动外部继电器。输入量共有24路。2.7 灯板目前灯板均匀分布2组共16只LED发光二极管，每8只LED为一组。由A寄存器区的数据控制，A200控制灯板数量（16块）、A201为第一块灯板的第一组LED控制，A202为第一块灯板的第二组LED控制；此后依此类推。A寄存器的数据由用户程序中给定或控制。2.8 键盘板键盘板是用户与PLC交换信息、命令的界面，采用薄膜按键以实现防尘、防潮的性能。按键共有8只，其外形如下图所示：三、 技术特性1、基本配置CPU板：1块只能有一块，必须占用CH0通道，即总线通道0，底板最左面的通道通讯板

10、：1块只能有一块，1路频率量检测，85000Hz位置识别板：1块，1路频率量检测，85000Hz输出板：1块，30路，无电位接点输出板：1块，24路，无电位接点2、扩展配置底板8路总线通道中除去基本配置所占用之后，剩余3路总线通道可根据用户要求增加输出、输入或位置板。具体可根据需要增加相应的模块，顺序无限制。3、显示点阵显示：240128点液晶显示对位显示：32位LED灯板4、操作薄膜键盘：8只【增加】、【减少】、【退出】、【上移】、【下移】、【确认】、【菜单】、【清除】。5、数据传输(a) PLC与KZC-15本安型信号转换器数据传输l 传输口路数:1路l 传输方式：RS485；l 传输速率

11、：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bit/s；（可选）l 最大传输距离: 2km(MHYVRP传输电缆，导线截面积1.0 mm2)；l 工作电压峰峰值: 7V-11V；(b) PLC与KHJ1/15矿用本安型急停开关数据传输l 传输口路数：1路l 传输方式： 基带传输；l 传输速率： 1200、2400、4800、9600bit/s；（可选）l 工作电压峰峰值：7V-16V；l 最大传输距离：2km(MHYVR 传输电缆，导线截面积1.0 mm2)；(c) PLC与上位PC数据传输l 传输口路数：1路l 传输方式： 基带传输；l 传输速率：1200、2

12、400、4800、9600、19200、38400、57600bit/s；（可选）l 工作电压峰峰值：7V-16V；l 最大传输距离： 2km(MHYVR 传输电缆，导线截面积1.0 mm2)；(d) PLC与以太网转串口模块数据传输（可选功能）l 传输口路数：1路l 传输方式： 以太网；6、 电源 电源电压在DC12V18V,电流不大于400mA7、 输入信号开关量输入30点（I0I29），可扩展。无源接点型开关量信号输入：外接电阻不小于90K时对应逻辑“0”截止，外接电阻不大于600时对应逻辑“1”导通。8、 输出信号开关量输出24点（O0O23），可扩展。无源开关量输出状态：在断开时，两

13、输出端之间的漏电阻应不小于100K，在闭合时，且灌入电流2mA,输出端电压不大于1V。四、 使用方法4.1 配置区定义配置区的前15个为系统功能区，即P0-P14。其它可由用户自行定义。P0000：主通讯板主口巡检分站数,从1起(分站数量) P0001：主通讯板主口巡检通讯速率；0-1200；1-2400；2-4800；3-9600;419200;528800，6-57600 P0002：:bit0=1,主口PLC协议;bit1=1,使能巡检应答P0003：PLC站地址 P0004：PLC通讯速率；0-1200；1-2400；2-4800；3-9600;419200;528800，6-5760

14、0 P0005：设置无影响，目前只作从口 P0006:=170,窗体显示双字节精度P0007:=0x88,A248刷屏控制P0011: 模式及多机控制Bit1,bit0: =1，停止模式，输出控制失效；Mode1 =2，停止模式，报警失效；Mode2 =3, 停止模式，输出失效；报警失效Mode3 bit2: 多机模式SM2_1控制,=1,多机通讯模式(双流协议)；=0，以前协议 bit3:=1，禁止用户程序调用延时；=0，使能延时；它可用于用户程序严重错误时，复位系统，重新下载新的用户程序 其它，模式0:Mode0P0012:=0-8,刷屏时延；屏幕刷新时间,数字大于0小于8才有效，否则每阁

15、2。5秒刷新一整屏，如果要一直观察某屏的数据，可以通过不停的按键实现或一直按住某键。P0080:位置板1沿线速率,=0P0081:位置板1沿线数据占用分站号P0082:位置板1沿线口数量,=1P0083:位置板1主通讯巡检速率P0084:位置板1主通讯巡检分站基地址P0085:位置板1主通讯巡检分站数量4.2 编程方式PLC支持梯形图、指令表、C编程。C编程为可选功能。根据用户需求决定。用户可编写自定义C函数，通过用户C编译后自动在梯形图中识别为功能元件，在梯形图中可轻松调用。建议主要控制逻辑由梯形图实现，用户自定义C函数实现模块算法或功能。4.3 模块安装PLC采用模板结构，CPU模板、输入

16、、输出模板等均插在基架底板上。底板最左面插入CPU板，其它模板可插入CPU模板右面的七个总线插槽中，插入的模板之间允许有空槽。插拔模板时PLC必须先断电，否则有可能损坏内部逻辑电路。4.4 监测显示功能PLC具有监测、查看输入数据、输出数据、频率采样数据、内部状态、内部数据、定时器、计数状态等功能。具体实现可通过键盘板完成操作。当液晶显示屏显示在总界面上时，按下“菜单”键，即可进入数据区；其内容为：【浏览I区】、【浏览0区】、【浏览M区】、【浏览A区】、【浏览D区】、【浏览配置】、【浏览通讯】；然后通过“上移”、“下移”选择需要浏览的窗口，点击“确认”即可进入，最后通过“上移”、“下移”来选择

17、需要观看的字节数据或者位数据。（数据的显示在液晶显示屏的左上角将显示数据的大小及中文显示）以查看输入寄存器区为例，其它依次类推。具体实现如下：【菜单】【浏览I区】【确认】【上移】/ 【下移】配置区属于系统安全级别最高的设置区域，所以与其它寄存器区比较来说，只是多了身份安全认证环节。其它操作相一致。PLC也只有P区即配置区可通过键盘修改，其它寄存器区是无法修改的。进入P区的安全密码即按键组合为：【增加】、【减少】、【退出】、【上移】、【下移】、【确认】。4 .5 位置识别板的使用首次使用时，需要 PLC CPU 向它发送闭锁总线口的配置信息。A、 闭锁沿线配置命令对应主 CPU 分站发送区内容如

18、下 字节 0：5字节 1：83 字节 2：69 字节 3：84 字节 4：69字节 5：智能闭锁板数量当主 CPU 收状态返回时 0X66 时，请将字节 0 清为 0 B、闭锁沿线遥控故障清除命令对应主 CPU 分站发送区内容如下 字节 0：5字节 1：83 字节 2：69 字节 3：84 字节 4：69字节 5：智能闭锁板数量当主 CPU 收状态返回时 0X66 时，请将字节 0 清为 0 位置板收到该信息后开始清除沿线故障，当注 CPU 收到状态返回时 0xaa 时，请将字节 0 清为 0。C、沿线口返回字节意义0、有效数据长度信息（若能连接上它数字当是 13）(删除了原来的输入输出数据，

19、2 字节)1、 状态信息（0x55正常巡检；0x66正在配置沿线；0x77-即停故障；0x99配置不成功）2、 指针号（仅状态为 0x99 时，它有意义,表示已配置了几个闭锁）3、智能闭锁数量4、 智能识别板的频率口数据高字节5、智能识别板的频率口数据低字节6、 各闭锁通讯是否良好 d7d0:第八个闭锁到第一个闭锁7、各闭锁通讯是否良好 d15d9:第 16 个闭锁到第九个闭锁8、一级跑偏前八个，排序同上9、一级跑偏后八个，排序同上10、二级跑偏前八个，排序同上11、二级跑偏后八个，排序同上12、闭锁前八个，排序同上13、闭锁后八个，排序同上14、纵撕前八个，排序同上15、纵撕后八个，排序同上

20、I:离散输入变量 O:离散输出变量 M:中间位变量A:字节数据输入变量，可作中间变量 D:字节数据变量P:配置定义变量（共 256 个字节，具体使用请看后面说明）W:窗体显示内容定义变量。（最大 21 个，据需要可扩展）B:窗体报警内容定义变量。（最大 48 个，根据需要可扩展）T：以 D7 内容为索引的 15 个汉字提示如：D7=1 对应 T1 的提示定义 D7=15 对应 T15 的提示定义注意 D7=0 时间，无提示；（提示只有 128 条：0- 127）PLC汉字注释I/O/M/A/D/P：它们各包含 256 个，每个的前 128 个允许有最多 15 个汉字注释。 注释定义的书写格式：

21、变量名称 序号：注释 1.注释 15 例如：I0:急停闭锁输入窗体显示内容定义，最多八个汉字注释，格式：W 序号（0-20）：变量名称 序号/单位B*C/DH: 八个注释如：W0:D0/0+2*10/20+20:报警显示 1234窗体显示内容值为：(D0+2)*10/20+20窗体上该变量的中文注释显示为：报警显示 1234显示单位定义：0：无单位显示1：单位显示 m/s2：单位3：电压 V4：电流 A5：频率 Hz6：kg7：t其它可根据需要再增加. 注意：变量序号必须 or ”代表大于等于)B1:A010-M10:模拟量 0 大等于 10 报警;当 A0 大等于 10 时，M10 会变为真

22、，由用户程序清零。注意当定义 M 变量报警时，后面的-MXXX 没有影响报警组定义：主要用于智能位置识别时动作位置的自动识别显示当指定的报警量有多个成员时，使用它可以查看其详情。 定义的书写格式：B 序号（047）:报警变量代号 报警变量序号 个数-MXXX：注释（127）,不显示时，请将 D7=0几个特殊的定义：d7寄存器内容等于如下数据时的信息含义，并在PLC液晶面板上弹出其后的相应中文信息：=1, 用户程序停止运行=2，无用户程序=3，用户程序错误=4，程序下载错误=5，用户程序运行 PLC弹出式信息定义方法：TXXX：中文提示（小于 16 个字符）如需要在 D7=100 时提示“PLC

23、 系统运行正常”，那么需要如下定义: T100: PLC 系统运行正常4.10 梯形图使用说明详见“梯形图使用说明书”。1 内部定时器M253:每 132MS 为 1 一次 M254:每 264ms 为 1 一次 M255=1，允许响应 PC 通讯数据2 PLC键盘对应内部寄存器（系统使用）I240-I247 为键盘输入：I240-OKI241-EXITI242-UPI243-DOWNI244-INC(开)I245-DEC(停)I246-MENU(进入菜单)I247-EME(急停/清除故障)3 PLC内部特殊寄存器（系统使用）I248-冷启动标志,系统冷启动 3 秒后置位该标记。M251:置

24、1 它，相当于按清除键，清除系统故障显示。M252:报警综合标志，即有报警时该标记为 1，没时为 0。4 高速计数口A1、A0为存储高速计数口测得的信号频率，A1为高8位，A0为低8位。4.15 通讯成功判断当通讯成功时，各站接收数据的第一个字节1，为0时表示通讯不成功。五、 尺寸、重量外形尺寸长宽高（mm） 6003206005.2 重量50Kg六、 安装、调试6.1 安装本电控箱采用的安装方式为：平放式将本电控箱平放在操作台上，同时可将固定孔拧上螺杆加以固定。6.2 安装注意事项电控箱应尽量安放在：无淋水、无粉尘、无震动、宽敞干燥的环境。6.3 调试电控箱在出厂前均已调试完毕，用户在地面接入电控箱的额定输入电源，按照相应的使用说明书所示操作方式，测试无误后，方可下井；在测试过程中，若发现相关问题，可由专业工程技术人员或厂家技术人员进行调试，严禁擅自乱接乱调。注：电控箱出厂前各参数、接线均已完备，严禁非专业人员擅自开盖乱接乱调七、 使用与接线7.1 使用前准备a) 使用前应详细阅读产品使用说明书，彻底了解性能、使用方法、内外接线和系统的组成方式；b) 将电控箱通电后，观察液晶屏是否显示，如果液晶屏显示正常说明电控箱完好，否则需要对该设备进行充电；c) 检查无误时方可正式投入使用。八、 故障分析及排除用户在使用本电控箱的过程中，要定期对