概述

KJ750-F矿用本安型粉尘监控分站 （以下简称“分站”），是KJ750煤矿粉尘监控系统的关键组成部分。该分站与KD660W/18B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源配套使用，能为各种本安传感器提供本质安全型电源，实时采集巷道内各路传感器信号和各路粉尘治理装置的数据，经处理后按设定参数执行控制操作。该分站不仅能与中心站计算机通讯，将采集值传送到地面中心站，也可执行中心站发出的各种远程控制指令，而且还具有智能通讯口，可连接各种智能开停设备。

该分站为矿用本质安全型产品，防爆标志为：ExibⅠ Mb，可应用于需要实时监测各种粉尘参数的煤矿。

主要特点

1) 具有8路本质安全传感器接口，每路接口能兼容模拟量及开关量传感器，并为传感器提供本质安全电源；

2) 4路断电控制输出，其中近程断电2路，远程2路，能实现就地断电和远程断电控制；

3) 大屏幕液晶分页显示各传感器参数、装置执行状态，具备实时时钟显示功能；

4）LED指示灯显示通讯状态等；

5) 能与中心站通讯，传送采集数据和接收控制命令；

6）具有RS485智能接口和网络接口，可以扩展连接各种智能设备；

7）全功能遥控系统参数设置，传感器参数设置等；

  工作原理

该分站的中央处理器选用TI公司MSP430系列16位单片机MSP430F149，外围电路包括：液晶显示、红外遥控等人机接口电路，前置放大、通道切换、线性隔离放大器等信号处理电路、控制输出、主通讯及智能口通讯等接口电路和数据存储电路。

①MSP430F14X系列16位低功耗单片机

MSP430F149是TI 公司推出的MSP430F14X系列单片机中较为高端的产品。该系列单片机具有以下主要特点：

●60KB FLASH ROM、 2KB RAM、256B Flash
● 低电源电压范围：1.8V-3.6V
● 16为RISC体系结构，150ns指令周期
● 超低功耗
● 5种节电方式

● 从等待方式唤醒时间小于6us
● 三个基本时钟源

● 12位200kbps的A/D转换电路，自带采样保持器
● 内部的温度传感器
● 三个具有捕获/比较寄存器的16位定时器TimerA

● 七个具有捕获寄存器的16位定时器TimerB
● 标准的14针JTAG编程调试接口
● 可选择UART或SPI模式的两通道串行通讯接口
● 安全的熔丝代码保护机制

② 信号采集电路

具有独立的8路传感器信号输入，每路通道有独立的过流过压保护功能。该部分电路最大的特点是每一通道均能兼容频率量、电流量、电压量和开关量信号制式，可由用户自行定义。而且由于信号隔离采用线性隔离放大器方式，采样速率和精度比现有的压频转换后光电隔离方式有较大的提高；

③ 控制输出电路

    具有2路近程断电和2路远程断电控制输出。远程断电选用OMRON超小型低功耗继电器，输出方式为常开/常闭可选。近程断电采用光电耦合器输出，带过流保护功能。

④ 数据存储电路

    该部分电路设计用来在分站暂时存储来自各传感器或装置的参数，存储芯片选用的铁电存储器，高速并行写入，容量为256k字节，100亿次擦写次数，不会产生EEPROM和FLASH存储方式因寿命短而失效的情况。

⑤ 显示及红外遥控电路

显示电路由MCU控制器直接控制输出，采用320×240分辨率大尺寸屏液晶，对比度可调。显示直观，界面友好，功能齐全。

红外遥控接收电路选用专用遥控解码芯片TC9149，该芯片接口简洁，可靠性高，按键组合灵活。

⑥ 通讯电路

分站与分站之间、分站与各装置之间通讯电路采用RS485模式。通讯口采用光电隔离，电源独立供电。通讯口支持最大10km的传输距离，通讯速率为2400bps，通讯为主从式半双工轮询模式。

 分站与数据传输接口之间通讯电路采用RS485模式。通讯口采用光电隔离，电源独立供电。通讯口支持最大10km的传输距离，通讯速率为2400bps，通讯为主从式半双工轮询模式。

   分站与交换机之间的通讯电路采用网口通讯，通讯口支持最大20km的传输距离，传输速率：10/100Mbps自适应。

  主要技术参数

① 适用条件

     环境温度：0℃～40℃

     相对湿度：<95%RH

大气压力：80 kPa～106 kPa

② 分站主要技术指标：

1）额定工作电压：18V,波动范围：（12～24）V;

2）工作电流：≤100mA;

3）最大监控容量:8路信号输入，4路控制量输出（无源触点信号2个、电平信号2个）

4）本安参数：Ui: 12.3V  ， Ii：840mA ，  Li：0 ，Ci: 1.43µF

5）信号制式：