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ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书天地（常州）自动化股份有限公司中煤科工集团常州自动化研究院2012年11月第2.0版ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书目录1产品概述2技术参数3主要结构特征和工作原理4安装、接线、操作与调试5使用注意事项6故障处理与维修7运输与储存8附件及资料9定货须知10执行标准11受控部件ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书1*安装、使用前应阅读本说明书。*检修时不得修改本安电路及关联电路中元器件的型号、规格及电气参数。*本安关联产品不得随意与其它未经联检的设备连接。*维修时应先断电压、电流信号输入，防止“失爆”，维修后紧固件应拧紧且引入装置里的橡胶密封圈应保持密封。*保护装置组成的各个设备、单元为受控件，不得随意更换，否则后果自负。1产品概述ZBC24煤矿用柴油机车保护装置（以下简称装置）适用于含有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的煤矿井下场所，但周围环境中不得含有破坏金属或绝缘的活动性化学物质。主要用来对柴油机车的排温、转速等行车参数进行监测显示以及车身电气控制，当相关参数超过允许范围时，提供声光报警功能，而且可以将保护装置的开关量输出接至柴油机车油路上的电磁阀，以此来控制电磁阀的开合。1.1防爆型式保护装置由浇封兼本质安全型、本质安全型、及本安兼隔爆型设备组成；1.1ZBC24-D电源控制器防爆型式为矿用浇封兼本质安全型，防爆标志为：“Exmb[ib]Ⅰ”；1.2ZBC24-X显示器防爆型式为矿用本质安全型，防爆标志为“ExibⅠ”；1.3ZBC24-K控制器防爆型式为矿用隔爆兼本安型，防爆标志为“Exd[ib]Ⅰ”；1.4ZBC24-C信号采集器防爆型式为矿用本质安全型，防爆标志为“ExibⅠ”；1.2型号意义1.3使用环境1.3.1环境温度0℃～＋40℃；1.3.2相对湿度≤95%（25℃）；1.3.3大气压力80kPa～106kPa；1.3.4无剧烈振动与冲击；1.3.5煤矿井下有甲烷煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合；1.3.6环境噪声不大于50dB。1.4产品组成保护装置主要由ZBC24-D电源控制器、ZBC24-X显示器、ZBC24-K控制器、ZBC24-C信号采集器及YE0.3/2.4.3甲烷变送器五个设备组成，它们之间的相互连接采用长度不超过20米的MHYVR1×4(0.28)型本安电缆（组成框图见图ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书21-1）；ZBC24煤矿用柴油机车保护装置外围简单主要包括：WZPY-420水位元件、YE0.3/24.5油压元件、YE0.3/24.4转速元件(2个)和WZPK-241温度元件(3个)组成，它们之间的相互连接采用长度不超过7米的MHYVR1×4(0.28)型本安电缆。ZBC24煤矿用柴油机车保护保护装置电源控制器由DC24V和DC28V非安电源供电(由ZBC24-Y电池箱提供)，对外连接电缆采用长度不超过8米的MYQ型橡套电缆。控制器电源控制器显示器电源、熄火输入、润滑输入甲烷变送器/瓦斯传感器前照明和后信号灯（远近光）、后照明和前信号灯、左右转向、后视及倒车语音、本安开关接入水洗箱水位机油压力水温表温排温转速车速柴油箱油位液压油箱油位开关量、模拟量传感器兼容，数量可增减电池箱启动马达熄火电磁阀后视、倒车语音后照明远光近光左转右转补水箱水位后照明灯1后照明灯2前信号灯前照明灯1前照明灯2后信号灯调节器28V24V油温操作面板远/近光左/右转倒车语音前灯本安电总开关润滑启动注：图中蓝色线为本安电缆；红色为非安电缆走线图1保护装置产品组成图2技术参数2.1电气性能2.1.1ZBC24-D电源控制器2.1.1.1非安输入电源a)额定工作电压：DC24V；b)工作电流：≤3A。2.1.1.2内部2路本安DC12V电源参数a)输出电压：10V～14V；b)额定输出电流：800mA；c)最高开路电压：14V；d)过流保护动作值：1.5A。2.1.1.3内部2路本安DC5V电源参数a)输出电压：4.5V～5.5V；b)额定输出电流：250mA；c)最高开路电压：5.5V；d)最大短路电流：750mA。2.1.1.4与总线通讯接口参数内部1路CAN通讯参数a）接口数量：1路；ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书3b）传输方式：CAN；c)通讯速率：20kbps；d)最大通讯距离：20m；e)信号电压峰峰值：（1～5）V。2.1.1.5与甲烷变送器通讯口参数a)接口数量：1路；b)传输方式：I2C，主从，半双工通信方式；c)传输速率：10kbps；d)最大传输距离：8m（采用MHYVR型电缆，单芯截面积不小于0.75mm2）；e)信号电压峰峰值：(2～5)V。2.1.1.6与频率型模拟量信号接口a)频率型模拟量输入信号：200Hz～1000Hz，输入高电平时应不小于3V（输出电流为2mA时），输入低电平时不大于0.5V，其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于0.3ms；b）最大传输距离：8m（采用MHYVR型电缆，单芯截面积不小于0.75mm2）；c）模拟量转换误差：≤0.5%。2.1.1.7开关量控制输出（非安，浇封）两组无源继电器接点输出：继电器接点容量为DC24V,5A（阻性负载）。接点闭合，节点电阻不大于0.5Ω；接点断开，接点电阻应不小于100kΩ。2.1.2ZBC24-X显示器2.1.2.1电源a)本安输入电压：(10～14)V；b)工作电流：≤400mA；2.1.2.2参数显示功能ZBC24-X显示器接在CAN总线机车保护装置中，具有显示和配置参数功能。2.1.2.3蜂鸣器报警功能ZBC24-X显示器接在CAN总线机车保护装置中，保护装置具有蜂鸣器报警报警功能。2.1.2.4红外遥控接收功能ZBC24-X显示器接在CAN总线上时，具有红外遥控接收功能。2.1.2.5具有无线通信功能ZBC24-X显示器具有无线通信车辆定位功能，通信距离不小于10米。2.1.2.6具有驾驶员登记功能ZBC24-X显示器可以对驾驶员进行登记功能。2.1.3ZBC24-K控制器2.1.3.1供电电源ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书42.1.3.1.1非安输入电源1a)额定工作电压：DC28V（调节器）；b)工作电流：≤10A。2.1.3.1.2非安输入电源2（调节器）；a)额定工作电压：DC24Vb)工作电流：≤15A。2.1.3.1.3本安输入电源a)额定工作电压：DC12V；b)工作电流：≤100mA。2.1.3.2输入输出接口2.1.3.2.1一路无源开关量输入无源继电器接点输入：继电器接点容量为DC24V,5A（阻性负载）。接点闭合，节点电阻不大于0.5Ω；接点断开，接点电阻应不小于100kΩ。2.1.3.2.2一路CAN总线通信接口a）传输方式：CAN2.0；b)通讯速率：20kbps；c)最大通讯距离:20m(使用MHYVR型电缆，线横截面积不小于0.5mm2)；d)信号电压峰峰值：(1～5)V。2.1.3.2.3一路本安电源输出a)输出电压：10V～14V；b)额定输出电流：250mA；2.1.3.2.4一路非安电源输出a)输出电压：20V～32V；b)输出电流：≤5A。2.1.3.2.5七路非安有源继电器输出a)第一路：接点闭合，电路输出电压不小于21V（拉出电流3A）；接点断开，电路输出电压为0V。这一路输出在接非安备用电源（电池）时才能正常工作。b)第二路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流5A）；接点断开，电路输出电压为0V。c)第三路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流5A）；接点断开，电路输出电压为0V。d)第四路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流5A）；接点断开，电路输出电压为0V。e)第五路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流1A）；接点断开，电路输出电压为0V。f)第六路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流1A）；接点断开，电路输出电压为0V。g)第七路：接点闭合，电路输出电压不小于19V（拉出电流1A）；接点断开，电路输出电压为0V。2.1.4ZBC24-C信号采集器ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书52.1.4.1功能信号采集器具有开关量信号采集功能，并通过CAN总线输出。2.2报警响应时间声光报警信号不大于3s；监测参数超标时或者甲烷变送器断线故障时输出控制信号应在30s内。2.3功能2.3.1保护装置自动进行数据监测；2.3.2具有报警功能:a)在距离ZBC24-X显示器蜂鸣器出声孔0.5m远处，报警声声级强度应不小于70dB；2.3.3ZBC24-X显示器实时显示监测的状态量及参数；2.3.4当YE0.3/24.3甲烷变送器发生断线时，7s内电源控制器内继电器常闭接点断开。3结构特征及工作原理3.1外形尺寸及重量3.1.1外形尺寸（长×宽×高）3.1.1.1ZBC24-D电源控制器外形尺寸（长×宽×高）：320mm×193mm×70mm。图2电源控制器外形尺寸图3.1.1.2ZBC24-X显示器外形尺寸:（长×宽×高）233mm×132mm×82mm。ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书6图3显示器外形尺寸图3.1.1.3ZBC24-K控制器外形尺寸:（长×宽×高）430mm×275mm×168mm。图4控制器尺寸图3.1.1.4ZBC24-C信号采集器尺寸:（长×宽×高）200mm×98mm×56mm。图5信号采集器外形尺寸图3.1.2重量3.1.2.1ZBC24-D电源控制器重量约8kg。3.1.2.2ZBC24-X显示器重量ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书7约1.5kg。3.1.2.4ZBC24-K控制器重量约30kg。3.1.2.5ZBC24-C信号采集器重量约0.5kg。3.2工作原理控制器电源控制器显示器电源、熄火输入、润滑输入甲烷变送器/瓦斯传感器前照明和后信号灯（远近光）、后照明和前信号灯、左右转向、后视及倒车语音、本安开关接入水洗箱水位机油压力水温表温排温转速车速柴油箱油位液压油箱油位开关量、模拟量传感器兼容，数量可增减电池箱启动马达熄火电磁阀后视、倒车语音后照明远光近光左转右转补水箱水位后照明灯1后照明灯2前信号灯前照明灯1前照明灯2后信号灯调节器28V24V油温操作面板远/近光左/右转倒车语音前灯本安电总开关润滑启动注：图中蓝色线为本安电缆；红色为非安电缆走线图6保护装置电气原理框图保护装置主要包括显示器、电源控制器、控制器、信号采集器及甲烷变送器，主要处理非安和本安电源变换与控制输出和启车，控制器主要处理开关量输出与继电器控制，如前灯、后灯等控制，信号采集器主要进行开关量信号的采集，如控制开关。保护装置的速度元件通过感应铁质齿盘产生脉冲，通过脉冲计数，来完成车速/转速的监测；通过监测液位开关和油压开关的开关状态完成对水箱水位和机油压力的监测；对于排气管温度、水箱温度和发动机表面温度的测量，均通过测量保护装置自带的铂热电阻的阻值来完成；通过YE0.3/24.3甲烷变送器监测柴油机车周围的甲烷含量，在完成了以上监测后将测量数据传输至ZBC24-X显示器，ZBC24-X显示器对数据进行显示和判断，当有监测量超过规定值时，ZBC24-X显示器上的蜂鸣器发出响声，液晶面板上显示出报警内容，实现声光报警，当排气管温度超过一定值时，可通过保护装置监控单元的继电器输出，控制电磁阀，停止发动机的供油，强行停车。4安装、接线、操作及调试4.1安装与接线ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书8图7接线示意图4.2使用按照4.1安装接线完毕，检查接线，确保电源的正负没有接反，接线端子将线头压接牢靠，喇叭嘴旋紧，压线片将线压紧。在启动前，打开转换开关，保护装置即可正常工作。保护装置在使用中，有以下几种过程：图8显示器显示界面a）上电在调节器输出稳定后，保护装置会显示一个几秒钟的开机等待界面，以确保外围电路处在正常工作状态，开机界面如下图11所示：ZBC24煤矿用柴油机车保护装置使用说明书9图9开机画