矿用绞车成套防爆PLC电控装置.docx
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矿用绞车成套防爆PLC电控装置
产品说明书
BSJ1系列
矿用绞车成套防爆PLC电控装置
安装、使用产品前请认真阅读使用说明书
沈阳矿友防爆电器制造厂
目录
1概述………………………………………………………………………第2页
2系统结构及控制原理……………………………………………………第5页
3外形尺寸及安装尺寸……………………………………………………第7页
4安装与调试………………………………………………………………第7页
5使用与维护………………………………………………………………第8页
6常见故障及排除方法……………………………………………………第9页
7电控原理及接线图………………………………………………………第9页
8订货须知…………………………………………………………………第14页
BSJ1系列矿用绞车成套防爆PLC电控装置
1概述
1.1型式和名称
1.1.1型式及其含义
BSJ1-□□／□□
电动机的结构参数A－表示380V6极
B－表示380V8极
C－表示660V8极
E－表示660V10极
电动机的功率
绞车运行方式D表示带动力制动系统
无拼音字母表示不带
绞车结构参数：
1.2－表示滚筒直径为1.2m
1.6－表示滚筒直径为1.6m
2.0－表示滚筒直径为2.0m
设计序号
绞车
矿用防爆电控装置（设备）
1.1.2名称
BSJ1系列矿用绞车成套防爆PLC电控装置（以下简称PLC电控装置）。
1.2用途及适应范围
1.2.1用途
绞车PLC电控适用于含有甲烷－空气混合物和煤尘等爆炸性危险气体的矿井中，供煤矿斜井作为单、双滚筒绞车提升与下放负载（包括煤、矸、人员和材料）时的电力驱动。
用于控制隔爆型交流三相绕线式电动机的起动、调速、停止、换向与动力制动的全过程。
PLC电控装置是按具有盘式制动器结构的主机而设计的，控制盘式制动器的液压系统和比例溢流阀式系统，来完成矿用绞车的开闸和制动，以达到绞车安全运行目的。
1.1.2适用范围
按控制绞车结构大小之不同，本电控装置分为三种型式，即：
BSJ1－1.2和BSJ1－1.6、BSJ1－2.0。
a、BSJ1－1.2适宜配套的电机功率；
当380V时不超过90KW。
当660V时不超过110KW。
b、BSJ1－1.6适宜配套的电机功率；
当380V时为55－132KW。
当660V时为90－160KW。
c、BSJ1-2.0适宜配套的电机功率；
当660V时为132-250KW。
当1140时为132-280KW。
1.3工作环境条件
a、周围空气中含有沼气（甲烷）爆炸性危险气体的场所；
b、海拔不超过2000m；
c、周围介质温度不高于+40℃，不低于-5℃；
d、周围介质的相对湿度不大于95%（+25℃时）；
e、无滴水或水流侵袭的场所；
f、无腐蚀性气体或充满蒸汽的场所；
g、无剧烈振动和冲击的场所；
h、污染等级3级；
i、安装类别：
Ⅲ类
1.4电源条件
交流电源的波动保持在85-110%的额定工作范围内。
1.5主要规格和技术参数（见表1-表3）：
1.5.1BSJ1-1.2（BSJ1-1.6、BSJ1-2.0）型PLC电控装置，该装置包括主要防爆部件及其技术数据见表1、表2、表3：
表1
序号
型号
名称代号
技术数据
数量
进线装置
备注
主电路
控制电路
电缆外径mm
数量
电缆外径mm
数量
1
KBZ-400/1140（660）KBZ-200/1140（660）
隔爆型真空馈电开关
QF
1140V、660V、400A短路整定值600-1200A400-1000A
1
φ63
4
φ12-φ18
2
按线路电压和电动机电流选配
2
QBZ-315/1140（QBZ-200用于1.2米）
隔爆型真空电磁起动器KM1
380/660V,315A。
控制功率380V时，为150KW；660V时为260KW。
采用电子综合保护器对电动机进行短路断相、过载保护，并具有漏电闭锁功能。
1
φ63
4
φ12-φ18
8
φ50
3
3
3
QBZ-315/1140N（QBZ-200N用于1.2米）
隔爆型真空可逆电磁起动器
KMF、KMR
380/660V,315A。
控制功率380V时，为150KW；660V时为260KW。
电流互感器分：
200/5,300/5,500/5。
1
φ63
4
φ12-φ18
8
按电动机电流选配互感器
φ50
3
4
4
QBC-45A
QBC-45B
隔爆型电磁起动器
KM2、KM3
380V、660V、45A。
控制电动机功率：
15KW
1
φ25-φ35
2
φ12-φ18
4
按线路电压选配
5
1
2
4
6
KXB-300Z
隔爆型真空控制箱
Q
660V至300A。
三相平衡切除电阻5段。
1
φ42-φ50
6
φ10-φ18
5
250A-1.6米300A-2.0米
7
TBJ30
隔爆型绞车PLC控制台
TK
控制电路电压36V；控制电源电路660V。
交流电表：
0-200A,0-300A,0-500A。
1
φ15-φ23
3
φ10-φ12
27
按电动机电流选配电流表并与序号3匹配
表2
序号
型号
名称代号
技术数据
数量
进线装置
备注
主电路
控制电路
电缆外径mm
数量
电缆外径mm
数量
8
DZB-660
隔爆型电阻箱
QR
电阻值Ω
工作电流A
通电持续率%
按需要配置
φ42-φ50
4
1.68
50
12.5
1.28
70
12.5
0.8
90
12.5
0.6
105
12.5
0.42
130
12.5
0.32
150
12.5
0.24
160
12.5
0.16
170
12.5
0.11
170
12.5
0.08
200
30
0.06
230
30
0.04
280
30
9
KBX-5/63
隔爆型行程开关
SA
63V、5A行程5±1
4～6
φ10.5
2
10
KBX-5/63
隔爆型行程（带微动）开关
SA
63V、5A微动2±0.5
4～9
φ10.5
2
11
BZT1-5
隔爆型脚踏开关
SP
60V，5A
1
φ10.5
2
12
BDQ1-50
隔爆型牵引电磁铁
YA
380V、660V，吸力49N
1
φ12
2
13
BAL36
隔爆型电铃
HA
36V
1
φ10.5
2
14
YBT-180D
隔爆型电接点压力表
Y
60V0.5A
1
φ10.5
2
15
YBW-180D
隔爆型电接点温度表W
60V0.5A
1
φ10.5
2
BSJ1系列PLC电控装置，带有动力制动系统的装置包括的防爆部件为表3。
因此表3乃是配带动力制动系统时所必须增加的设备。
表3
序号
型号
名称代号
技术数据
数量
进线装置
备注
主电路
控制电路
电缆外径mm
数量
电缆外径mm
数量
16
QBC-45/60
隔爆型电磁起动器KM4
380V,660V,30A
1
φ25φ35
2
φ12-φ18
4
17
QBC-300/48z
隔爆型直流接触器KMB
48V
200A（1.6米）
300A（2.0米）
1
φ50-φ63
2
φ12-φ18
4
18
ZXBG-300
隔爆型硅整流箱UR
输入交流电压13.5V（1.6）15.5V（2.0）输入直流电流至300A
1
φ50φ63
2
19
KXBG-5/660
隔爆型干式变压器T
4KVA（1.6米）
5KVA（2.0米）
1
高压侧
φ18-φ22
4
低压侧
φ50-φ63
1
1.调档数为3。
2.按线路电压选配
2系统结构及控制原理
2.1结构及其特点
BSJ1系列矿用绞车成套防爆PLC电控装置的安全保护系统，符合现行《煤矿安全规程》的有关要求。
采用西门子双PLC（CPU226、CPU224可编程控制器）控制，具有防止过卷、过速、减速点自动减速、限速、闸间隙保护、欠压、过负荷、液压油过压、超温保护及主电机起动自动按加速度≤0.5米/S2逐级加速功能，同时实现过卷、过速、限速及深度指示器失效相互独立的双线后备式保护。
系统在控制台上配有液晶触摸屏及数显电流表实时显示绞车动态运行状态。
PLC电控装置按系统中各组成元件的作用与性能不同，分别装设在若干个隔爆外壳内，自成防爆部件，防爆部件的外壳，大都是圆柱型，对需要经常检修的防爆部件，其外壳制成提升开门式的快速打开结构，内部则采用抽芯式，维修非常方便。
防爆部件之间用矿用电缆连接构成控制系统。
2.2电气系统原理图及PLC参数设置
BSJ1系列矿用绞车成套防爆PLC电控装置的电器原理图见图1~3。
2.2.1PLC参数设置在触摸屏上进行。
参数设置：
上行过速保护；下行过速保护；减速点过速保护；上行过卷保护；下行过卷保护；提升巷道长度；滚筒园周长。
2.2.2提升车辆下部停车场零位设置。
将车辆下放至下部停车场起始位置，点按控制台接线箱内部的SA微动开关，屏幕提升位置显示“0米”即复零位。
2.3控制原理
2.3.1电动运行操作（在控制台上）
2.3.1.1合上QF馈电开关，起动PLC电源。
2.3.1.2正确选择电动运行时各个转换开关的控制位置。
将绞车控制台上的主令
控制器开关（SM）置于零位；过卷转换开关（SM1）手柄置于正常位置；油泵转
换开关SM2手柄置于任何接通位置；工作位置开关SM3手柄（带动力制动的有）
置于电动位置。
2.3.1.3按下ST1【工作电源合】按钮起动KM1,（起动条件：
安全保护回路正常。
）电源指示灯亮PLC程序开始执行。
YA牵引电磁铁带电为接通盘式制动器的油路创造条件，同时YA触点311-315闭合为接通KMF或KMR创造条件。
2.3.1.4按下ST2【油泵起动】按钮，（起动条件：
油压调整手柄置于零位。
）绞车尚处于抱闸状态，油压为零，故油压零位开关SA10闭合，SA10与制动手柄为零位闭锁开关，防止有油压时起动油泵电机。
此时KM2或KM3闭合，油泵电动机M2或M3起动，产生油压，为准备松闸创造条件。
2.3.1.5绞车起动运行。
将SM手柄按所需操作方向（提升或下放）从零位推至SM-1位，KMR或KMF通电，操作制动闸手柄使绞车松闸，主电机M1开始转动，绞车投入运行。
通过操纵手柄可实现主电机手动、半自动起动运行。
即若操作手柄由低位向高位操纵过快时，则电动机各级起动切换时间按PLC预置时间方式即起动加速度≤0.5米/S2逐级加速；若操纵手柄过慢时（切换时间大于预置时间），则按人为操纵方式逐级加速起动，实现了电动机的限速起动运行。
2.3.1.6绞车的加速过程。
操作手柄位于位置1时，真空可逆接触器KMR或KMF闭合（见系统图），电动机定子绕组接通电源回路，此时转子绕组回路中带全电
阻R1~R5，电动机起动电阻大电流小，起动速度缓慢，绞车拉紧钢丝绳；主令控
制器手柄依次按时间要求转到2—6各位置，五段电阻通过Q1~Q5加速真空接触
器逐一短接切除转子外加电阻QR、当QR全部切除后，绞车电动机逐级加速到最
大运行速度。
2.3.1.7绞车电动机减速。
当绞车运行到达减速点时，SA11或SA12起动减速信号及减速电铃，PLC运行自动减速程序。
通过真空控制箱按预定时间段逐级增加转子回路电阻并将绞车运行速度控制在2m/S以内，自动减速最终减速至电动机加速级运行（转子回路全电阻运行状态）。
2.3.1.8绞车终点停车。
操作者可视最终停车位操纵主令手柄配合制动闸手柄减少油压至零，逐渐抱闸制动至停车，以达到平衡减速实现安全刹闸停车。
如果停车时间较长，应按下所有停止按钮STP，切除系统电源。
2.3.2动力制动运行操作（在控制台上）
2.3.2.1动力制动运行在绞车下放重物或人员时，应选用带有动力制动控制的PLC电控装置。
以便投入动力制动。
其目的是限制下放速度，以符合绞车运行的工艺要求。
2.3.2.2正确选择制动运行时各个转换开关的控制位置。
将绞车控制台上的主令
控制器开关（SM）置于零位；过卷转换开关（SM1）手柄置于正常位置；油泵转
换开关SM2手柄置于任何接通位置；工作位置开关SM3手柄（带动力制动的有）
置于制动位置；选择制动换挡（SM4）电压档位（将干式变压器KBSG的调压接头调到所需制动电流的位置）。
2.3.2.3按下ST2【油泵起动】按钮，起动油泵电机M2或M3为松闸作好准备。
2.3.2.4按下ST3【制动电源】按钮，接通KM4为投入动力制动作好准备。
2.3.2.5操作制动闸手柄绞车逐渐松闸，提升容器开始下滑，并逐渐加速。
2.3.2.6按下ST4【动力制动】按钮，接通KMB，向绞车电动机M1的定子输入直流电流，对转子产生制动力矩，使绞车下滑速度放慢。
同时操纵主令SM手柄，调节转子电阻，以控制滑行速度。
2.3.2.7当绞车接近终点停车时，操作制动闸手柄抱闸制动，同时按下STP3，STP4以断开制动电源和直流接触器，解除动力制动。
2.3.3系统中的闭锁保护与安全保护装置
2.3.3.1系统中所有闭锁保护和安全保护装置统一构成PLC安全保护信号。
当任一保护装置出现故障时，均向PLC发出安全保护故障信号，PLC运行紧急停车程序切断电动机电源，并在显示屏上显示“安全回路故障”，同时关闭制动器油路，使盘式制动器在反力弹簧的作用下而抱闸停车。
2.3.3.2电磁铁YA的联锁触点YA接于换向回路中，当YA本身损坏时，YA触点
断开,KMF或KMR不能闭合，M1不能起动，以防止在没有油压而抱闸的情况下起
动电动机。
2.3.3.3外壳闭锁开关BS装于各主要快速开盖的防爆部件上。
其目的是需要打
开防爆外壳时，必须先行切断前级电源，以确保检修安全。
2.3.3.4过卷保护开关SA8、SA9装于牌坊深度指示器上。
当发生过卷时SA8或
SA9向PLC发出安全保护故障信号，系统停止运行。
在PLC内部程序设有上下过卷控制，其控制位置在PLC参数设置中，具体数值应在SA8、SA9过卷保护开关控制的位置之后。
PLC在此实现了过卷保护独立的双线式后备保护。
2.3.3.5过卷保护信号的复位。
绞车提升或下放的过卷位通常设定为绞车运行的极限位置，其过卷保护开关的复位由【过卷转换】（SM1）完成。
上行过卷复位置于“上偏”，反之置于“下偏”才能接通KMF或KMR。
2.3.3.6闸瓦磨损保护开关SA1-SA4，装于盘式制动器上。
当盘式制动器的某个闸瓦磨损到一定限度时，此开关切断安全保护回路，向PLC发出安全保护回路故障信号。
2.3.3.7过速保护开关SA7装于绞车上，当提升容器的速度超过规定值时，PLC安全保护信号动作，电动机断电，绞车被抱闸停车。
PLC双线式过速保护由轴编码器检测经PLC实现电动机运行过速的后备保护。
2.3.3.8减速保护开关SA11或SA12装于牌坊深度指示器上，当提升容器运行到
减速位置时，此开关闭合，PLC执行自动减速及减速限速程序并自动减速至加速级，隔爆电铃发出声响，提醒司机注意减速至停车位停车。
2.3.3.9深度指示器失效保护由PLC实现。
PLC在绞车运行过程中始终检测和显示绞车动态位置，并在程序内部设置过速、过卷后备保护。
2.3.3.10脚踏开关SP装于司机脚下，供紧急停车用。
2.3.3.11油泵零位开关SA10，装于液压控制台上，此开关在油压为零时，才允
许起动油泵电机M2或M3，以防电机在高油压下，当其尚未通电时就松闸。
2.3.3.12离合器位置开关SA13、SA14装于双滚筒绞车的离合器上（单滚筒绞车
无此设备），当绞车需要调绳时，离合器在完全脱开时调绳信号灯（绿色）点亮，经调绳至进入正常工作位置离合器合上时，信号灯关闭指示调绳完毕。
2.3.3.13主令控制器SM，装于控制台内，保证电动机在任何情况下重新起动时
主令控制器的手柄，必须处在零位，以防止电动机转子电阻不在最大值时起动。
2.3.3.14油温保护开关SW（ZJ3）和压力保护开关YT（ZJ2）的电接点分别串接在油泵起动和安全回路中，当油温和压力超过上限时，以断开安全保护电路，避免事故发生。
2.3.3.15松绳保护、满仓保护装置SA5、SA6接入安全回路（适用具有此项功能的绞车系统），当钢绳松弛或满仓时断开安全回路，实现安全保护。
3外形尺寸与安装尺寸见各自的产品说明书
4安装与调试
4.1概述
本成套电控装置中各个部件均编有单独的使用说明书，因此每种配套设备的安装与调试，均应按各自的说明书规定进行。
此处仅对系统中共同要求的一些注意事项，加以综述。
4.2安装前的检查
4.2.1按本电控装置的电器原理图，逐项核对全套设备的正确性与完整性。
4.2.2根据各配套部件本身之接线图，逐项核对该设备与系统相连接的所有接线
端符号的正确性。
系统连接后应检查相关起动器外壳安全连锁部件是否复位，安全保护回路是否有效。
4.2.3按各防爆部件说明书之规定。
检查该产品主要装配质量，以及产品在运输
过程中的损伤情况。
发生的问题，应即时加以解决。
4.3调试
4.3.1根据电动机技术数据标牌上的额定工作电流，调节KM1过载和短路整定电
流，同时按该产品说明书的其他有关要求进行调定，开关打在远控位置。
4.3.2调整KXBG-5/660变压器换档接头。
该产品接线箱内有三档电压输出接点可任意接成两组。
因此，对制动电流大
小，应事前有所估计，然后操作控制台上的SM4（制动换档）开关手柄，可以获
得两种制动电流，但应注意不得在提升容器运动过程中换档，而只能在完全停车
以后进行，以防发生意外。
4.3.3电阻箱QR的调节
本系统采用五段金属电阻作为绞车提升电动机的起动与调速之用电动机转
子电阻配制是否恰当，与两方面问题有关：
其一是能否较精确的计算出提升设备在起动时的实际负荷大小；其二是起动电阻器的计算尽量采用准确的计算方法，也就是根据电动机的容量，提升负荷的大小及速度要求进行计算。
对任务不繁重的绞车，也可按经验公式及提升角度、长度估算，但此法简单，精确度较差，仅供用户参考。
各段电阻
Ω
起动电流
A
角度
E2e
表中Re=─────Ω
I2e√3
式中:
E2e-转子滑环间电压（V）
I2e-转子电流（A）
r1=1.75Re
r2=0.3Re
r3=0.20Re
r4=0.10Re
r5=0.04Re
I1=0.4I2e
I2=1.3I2e
I3=1.9I2e
I4=2.0I2e
I5=2.0I2e
1.3-1.75
0.3-0.7
0.19-0.21
0.10-0.11
0.04-0.042
在实际运行中根据提升负荷的大小与提升速度的差异,在电阻箱温度许可的范围内,用户可随意调整,以使箱数减到最少。
5使用与维护
5.1司机在工作前必须全部熟悉本电控装置的结构，性能和操作过程，才能开车。
5.2电控装置的维修均须按各配套部件使用说明书之规定进行。
5.3绞车在操作使用和维护时，应按规程规定断电或升井维修，使用和维修时应
特别注意安全。
6常见故障及排除方法
故障现象
产生原因
排除方法
1电源接通后，起动器不起动
1熔断器芯子接触不良。
2常闭辅助触点老化。
3整流二极管老化。
1更换熔断器芯子。
2去锈去氧处理。
3更换二极管。
2．起动器连击，合不上主触头。
1．整流板损坏一部分。
2．工作线圈断。
3．磁极芯表面有异物。
1，更换损坏的二极管。
2．更换工作线圈。
3．清除异物。
3．动作慢，有卡绊。
1．电源电压低。
2．轴紧。
3．反力弹簧力不合适。
1．升高电压达80%Ue以上。
2．轴间隙调整、加油。
3．调整弹簧力。
4．电机不能调速。
1．相序不对。
2．电阻开裂。
3．电阻值有误。
1．相序调整。
2．维修电阻。
3．更换电阻。
5．噪音大。
1．安装地面不平。
2．电磁系统面不平。
1．找平。
2．调整磁极面。
6．电阻箱发烫，外壳漆烧变色。
1．电阻配置不当。
2．某段行车时间长。
3．螺丝松动。
1．更换电阻。
2．增加该段台数。
3．拧紧松动螺钉。
7．其它
见显示屏故障指示
排除故障
7附图：
1、BSJ1防爆绞车PLC电控原理图（图1）；
2、防爆绞车液压站控制原理图（图2）；
3、防爆绞车电控主回路电气原理图（图3）；
4、防爆绞车电控控制回路接线图（图4）；
5、防爆绞车电控主回路接线图（图5）。
图4
说明
1、系统图中主要符号意义表示如下：
A、QF：
KBZ型馈电开关；
B、KM1：
QBZ-315（QBZ-200）型真空电磁起动器；
C、KMF、KMR：
QBZ-315N（QBZ-200N）型真空可逆电磁起动器；
D、QR：
DBZ-660型电阻箱；
E、KM4：
QBC-45型真空电磁起动器；
F、T：
KBSG-5/660型硅整流变压器；
G、UR：
ZXBG-300型硅整流箱；
H、KMB：
QBC-300/48z型直流接触器；
I、KM2、KM3：
QBC45A、45B型真空电磁起动器；
J、Q：
KXB-300Z型真空控制箱；
K、YA：
BDQ1-50型牵引电磁铁；
L、HA：
BAL36型电铃；
M、SA8、SA9、SA11、SA12、SA13、SA14、KBX-5型行程开关；
N、SA1-SA7、SA10：
KBX-5型微动限位开关；
O、SP：
BZT1-5型脚踏开关；
P、SM（主令控制器）、SM1-SM6（转换开关）、ST1-ST4（起动按钮）、STP1-STP4（停止按钮）、HG、HG1、HSR、（灯）、PA（电流表）等：
TBJ30型控制台；
Q、YBY：
电接点压力表；YBW：
电接点温度表；
R、BS1-BS3：
外壳闭锁开关。
2、控制电路中接点电源输出如下：
A、PLC输入电源220V（L、N）；交流输出电源36V（36V、TB0）,由QBZ-315（QBZ-200）内部专用变压器提供；
B、PLC直流输入电源（P+24V、P-24V）由控制台内50W开关电源提供；
C、液压站电磁阀控制电源由控制台内部变压器提供。
7订货须知
7.1用户按本系统要求订购全套设备，须提供下列数据：
a、电控装置的型号及数量；
b、提升电动机的容量规格和转子参
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