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1400说明书资料

MG610-1400-QWD型机载式采煤机电控系统说明书

前言

MG610-1400-QWD型机载式采煤机电控系统是哈尔滨美龙电控公司根据当今电力电子和微电子技术的最新发展，总结美、德、英、日等国家直流、交流电牵引采煤机在我国的使用经验，结合中国煤炭工业的实际情况，在总结以往成功经验的基础上开发的第四代采煤机的电控系统。

该系统本着可靠、简便、高产、高效和高技术的原则进行设计、制造。

经过严格科学的试验检测和长时间的模拟试验，力求高品位、高质量，以用户达到开机率高、产量高、获得高的经济效益为宗旨。

本说明书是为用户的管理、技术、操作、维修人员准备的培训资料。

因为本系统技术含量较高，虽然操作简便、性能可靠，但仍需上述人员对本系统有详尽的了解。

操作人员经严格培训上岗后，达到熟练而安全的操作，才能获得预想的效果。

对维修技术人员则需较高的素质和本公司的专门培训才能做到熟练与称职。

本系统应用在国内最先进的第四代采煤机——多电机驱动、横向布置的电牵引采煤机上。

同时经过改装，可以应用在其他有防爆、抗振、防潮等特殊环境要求的设备上。

第一章概论-------------------------------------------------------------------------3

第二章结构和特点----------------------------------------------------------------5

第三章适用范围-------------------------------------------------------------------8

第四章主要技术参数-------------------------------------------------------------8

第五章系统组成------------------------------------------------------------------12

第六章采煤机的操作------------------------------------------------------------17

第七章电控系统的工作原理---------------------------------------------------26

附图------------------------------------------------------------------最后

第一章概论

第一节敬告与注意事项

1、本说明书是通用的产品资料，其图表和说明，是以MG610-1400-QWD型电牵引采煤机配套为例。

具体到某一台采煤机和电控系统的维修和配件订货，请根据销售合同的技术条款和实际型号的产品图纸进行。

2、未经严格培训的人员不能操作和维修本系统，否则可能导致人员安全事故和经济损失。

3、操作人员必须严格按照讲义和说明书及产品图纸所规定的规程进行机器的开机前检查，机器开、停以及各功能操作。

专业维修人员在维修电器系统时，也必须严格按照讲义和说明书、产品图纸规定的规程进行维修。

4、本系统既有高压的线路，又有微电子数字电路，并在有爆炸、可燃性气体、粉尘环境下工作。

在调整、检查、维修和更换电气原部件时，必须在断电状态下进行工作。

本系统所指断电的准确含意是切断机器的全部电源,所有用电器完全放电后，还需在井下供电处悬挂“停电维修”标志。

5、本系统的电子原部件的更换必须使用哈尔滨美龙电控公司提供的配件。

否则可能发生安全事故和导致经济损失。

6、本系统配在具体型号的采煤机上后，根据合同上用户的要求，本公司将基本参数已设定完毕，用户没有熟练的专业技术人员，不能擅自改变。

如若需要改变参数，需与本公司联系处理。

7、本系统系贵重产品，在包装、发货、运输过程中，应有特殊防潮、防倒、防冲击标志。

8、本系统两台变频器的主接线端子均在变频箱前侧，为防止触电等危险事故发生，既使在地面安装调试时也严禁开盖送电。

9、本产品为高技术产品，储存温度为+35℃，湿度为<95%无露珠下储存，不得露天存放，每三个月空载通电一次，试车前应无载运行40分钟。

第二节变频器安装和维护工作

这些警告主要针对那些操作变频器、电机电缆或电机的工作人员。

忽视这些规范，将导致人身伤害或死亡。

只有具备资格的电气工程师才允许安装和维护传动单元。

（1）、禁止带电安装或维修传动单元、电机电缆或电机。

在切断输入电源之后，应至少等待5分钟，待中间电路电容放电完毕后再进行操作。

（2）、禁止在传动单元或外部控制电路带电时操作控制电缆。

即使ACS-800主电源断电，其内部仍可能存在由外部控制电路引入的危险电压。

（3）、所有的绝缘测试必须在断开电缆连接的情况下进行。

（4）、重新连接主电缆时应确保相序正确。

注意：

不管电机是否运行，只要ACS-800传动的输入电源接通，电机电缆端子都会存在危险的高电压。

警告：

印刷电路板上的一些电子元件对静电放电很敏感。

在处理电路板时，应配戴接地腕带。

不要无故接触电路板!

第三节操作

这些警告主要针对那些准备操作或正在操作传动单元的工作人员的。

忽视这些要求，可能会损坏设备或造成人员伤亡。

（1）、因为传动单元可使电机在高于或低于额定转速下运行，所以调试传动单元并将其投入使用之前，应确信电机和所有被驱动的设备都适合在传动单元提供的速度范围内运行。

（2）、在可能发生危险的情况下，不要激活标准应用程序中的自动故障复位功能。

如果激活了这些功能，在故障发生后，会自动复位传动单元并使其继续运行。

（3）、不能采用主电源断路器的开闭来控制电机的启动和停止。

应使用控制盘的启/停键，或使用传动单元I/O板的启/停控制命令。

因为ACS-800的直流电容器组的最大允许充电次数是每10分钟内5次。

第四节权利和义务

1、本系统系高科技产品，有多项技术专利已经过国家专利局注册，XX。

2、本说明书版权属于哈尔滨美龙电控公司，未经允许不得翻印。

否则，由此引起的一切后果由翻印者负责。

3、本说明书的解释权在哈尔滨美龙电控公司及其派出人员，其他人员无权解释。

4、本说明书在不影响用户原订机型使用的情况下进行修改时，恕不另行通知。

如用户需要最新资料，请与美龙公司联系。

5、本公司负责对购买本系统用户的管理、技术、操作和维修人员的技术培训。

6、本公司负责根据用户要求进行系统参数的设定、更改。

7、关于产品质量保证问题，公司本着对用户负责的精神，在销售合同中具体承诺。

8、本公司负责对用户所需配件的充足供应。

第二章结构和特点

第一节系统结构

本电控系统为机载式。

电控设备按所完成的功能分布于采煤机的各个部位，这些电控设备包括：

电控箱、检测箱、端头操作站（兼遥控接收器）、编程器、变频控制盘、电磁阀组、各类传感器、截割电机、牵引电机和泵电机。

1、电控箱

电控箱位于机身中部，控制系统的绝大部分都集中在这里。

防爆型式为隔爆兼本质安全型。

电控箱内部又分为四个腔室，从左至右依次是：

左接线腔、高压开关变压器腔、主控腔和右接线腔。

在高压开关变压器腔和主控腔底部设有冷却水套，用于给牵引变压器和变频器功率元件散热。

各个腔室具体布局如下：

（1）左接线腔

左接线腔位于电控箱左侧，接线腔的前端有一个主电缆的进线口和八个控制电缆的进线口，左端靠近顶部有左截割、左牵引电机的电缆进线口，后端靠近顶部有四个控制电缆的进线口，右侧全部是穿墙端子，通往高压开关变压器腔。

（2）高压开关变压器腔

高压开关变压器腔位于左接线腔右侧，左侧是通往左接线腔的穿墙端子，右侧与主控腔通过透气孔相通（因它和主控腔属同一个隔爆腔，因此在使用时不允许堵塞透气孔）。

腔内分前后布局，前半部装着一个隔离开关和3台真空接触器，后半部装着1台牵引变压器，变压器上方安装了3个快速熔断器。

此腔共有4个隔爆盖板，分别是前盖板、上盖板和两个后盖板，其中前盖板外侧是隔离开关手把和急停拉绳机构，里侧装有隔离开关先导断电的行程开关，上盖板下面对应3个快速熔断器，后盖板主要在安装时使用，平时不要打开。

（3）主控腔

主控腔位于高压开关变压器腔右侧，左侧与高压腔相通，右侧是通往右接线腔的穿墙端子。

腔内分前后布局，后侧从左向右,分别是主变频的LCL滤波的L、主变频器的dv/dt滤波器、从变频器的LCL滤波的L。

最左边的下半部是4台变压器，其中有一台是测量变压器。

上半部是AC110V和DC24V模块。

前侧从左向右分别是主变频器，其上面的前半部分是彩色液晶显示屏和工控机，上面的后半部分是由磁力启动器、限流电阻、继电器、时间继电器组成的启动组件。

主变频器LCL滤波器的C也在其上。

向右是从变频器的dv/dt滤波器，在向右是从变频器，其上面的前半部分由上向下分别是：

继电器箱、变换器箱、PLC主控器箱。

从变频器的上面的后半部分同样是由上述的启动组件组成的。

主控腔共有5个隔爆盖板，分别是左前盖、右前盖、上盖板和两个后盖板，其中左前盖板有一个大的观察窗，与工控机的集中显示屏对应，右前盖上装有8个旋转开关SA1~SA8，用于控制采煤机的电源、运输机的闭锁、各电机的启/停、站选、调高应急操作及采煤机位置的复位清“零”。

（4）右接线腔

右接线腔位于电控箱右侧，接线腔的前端有14个电缆的进线口，右端靠近顶部有右截割、右牵引电机的电缆进线口，后端靠近顶部有1个泵电机的电缆进线口，左端全部是穿墙端子，通往主控腔。

2、左、右检测箱

因本系统传感元件较多，且相距较远，为减少传输干扰，简化接线，在左、右牵引部靠近摇臂一侧分别设置了一个检测箱，使系统就近采集各传感元件的实时信号，并通过串行总线传递给工控机。

（1）左检测箱

位于左牵引部靠近摇臂侧的上盖板里侧，箱体左、右两侧各有5个控制电缆进线口，用于连接传感器和工控机。

（2）右检测箱

位于右牵引部靠近摇臂侧的上盖板里侧，箱体结构与左检测箱相同。

第二节系统特点

本电控系统是鸡西煤矿机械有限公司与淮南煤业集团共同开发研制的新一代电牵引采煤机电控系统，它不但继承了我公司以往电牵引采煤机研制开发的成功经验，并在其基础上采用了全新的工控技术，使该电控系统工作更可靠、操作更方便、性能更优越，其主要特点如下：

（1）主控系统采用以工控机为核心的计算机控制系统，主显示器10.4″真彩大屏幕液晶显示器，为采煤机司机提供更直观更全面的采煤机的工作状况。

下位机采用PLC控制,大大提高抗干扰能力,使系统具有极高可靠性和稳定性。

（2）在采煤机的机身两端设有两个操作站，每个操作站上都有遥控接收装置，采煤机司机可以直接用操作站操作（或通过遥控器操作）采煤机，操作站上还有一个小的液晶显示器，可为司机提供操作提示。

（3）在机身的中部设有一个编程器，通过编程器可以对工控机参数进行设定、修改及操作。

（4）系统数据传输采用总线方式，使系统内部接线大幅度的减少，抗干扰能力得到加强。

（5）牵引方式采用“一拖一”（即一台变频器驱动一台75KW电机）。

两台变频器采用主/从的接线方式。

变频器选用ABB公司的最新产品ACS-800系列变频器，功率为210KVA，功率富裕度大，在应急情况下可用一台变频器同时驱动两台牵引电机仍可满负荷工作。

但是，由于电控箱中的两组启动组件不是完全一样的，当拖动方式改为“一拖二”是，要把带电源模块（AC380V/AC110V/DC24V）的启动组件保留在腔中。

（6）由于采用了工控机和ＰLC控制，所以具有如下优点：

1）工控机具有左、右操作站的界面，我们可以通过编程器对操作站界面进行操作,从而实现左、右操作站的功能。

2）当工控机处在维护或保养状态时（即工控机不在采煤机上），采煤仍可正常工作，所有开关量保护仍然有效，部分模拟量保护有效。

第三章适用范围

1、海拔高度不超过2000米；

2、周围环境温度-20℃~+40℃，大气压力80~110Kpa；；

3、在+25℃时周围空气相对湿度≤96％；

4、外壳和本安电路元器件最高表面温度不超过150℃；

5、在周围介质中无足以损坏金属和绝缘的腐蚀性气体、蒸汽或尘埃，但可用于有甲烷或煤尘爆炸危险的矿井中；

第四章主要技术参数

1、电源电压：

3300V

2、整机额定电流：

305A

3、截割电机：

型号：

YBCS-610（矿用隔爆水冷型）

额定功率：

610KW额定电压：

3300V

额定电流：

128.5A额定转速：

1485r/min

额定频率：

50HZ工作定额：

S1

绝缘等级：

H级防护等级：

IP44

冷却水量：

≥2.5m3/h冷却水压：

≤3MPa

温度检测：

Pt100保护：

160℃超温保护

4、牵引电机：

型号：

YBQYS-75C（矿用隔爆水冷型）

额定功率：

75KW额定电压：

380V

额定电流：

140A额定转速：

1473r/min

额定频率：

50HZ工作定额：

S1

绝缘等级：

H级防护等级：

IP44

冷却水量：

≥1.0m3/h冷却水压：

≤3.0MPa

温度检测：

Pt100保护：

160℃超温保护

5、泵电机：

型号：

YBRB-30（G）（矿用隔爆水冷型）

额定功率：

30KW额定电压：

3300V

额定电流：

6.85A额定转速：

1468r/min

额定频率：

50HZ工作定额：

S1

绝缘等级：

H级防护等级：

IP44

冷却水量：

≥1.2m3/h冷却水压：

≤3.0Mpa

保护：

160℃超温保护

6、隔离开关：

型号：

C79-500（6极2位开关，每一极的触点容量为250A）

额定电压：

3300V

额定电流：

500A（每两极并联使用时）

7、真空接触器

型号：

CHV30

额定电压：

3300V额定电流：

300A

控制电压：

吸合110VAC,维持50VAC

8、牵引变压器：

型号：

ZSFG230/3.3（三相干式风冷变压器）

额定功率：

230KVA阻抗电压：

4%

变压比：

3300V/380VI1/I2：

40.2A/350A

温度检测：

Pt100保护：

110℃超温保护

冷却风扇电压：

380V

9、快速熔断器：

型号：

RT0-400

熔体：

300A

10、变压器:

型式：

干式自冷单相变压器

控制变压器1：

3300/1140V，1000VA

控制变压器2：

1140/110/55/26V，400VA

控制变压器3：

1140/220/36/26V，600VA

测量变压器4：

3300（1140）/5V

11、变频器：

型号：

ACS800-04-0210-3（标准应用）

额定容量：

210KVA输出功率：

160KW（一般应用）

输入电压：

380V输出电压：

0～380V

输出频率范围：

0～50HZ

牵引电机工作范围：

二象限、四象限（根据用户需求选型）

12、工控机：

工作电源：

220VAC

核心机：

一体化工业控制计算机

显示器：

10.4英寸彩色液晶显示器

A/D转换模块：

ADAM4000系列

13、主控器（PLC）:

工作电源:

36VAC、26VAC

核心机：

PLC

14、分体式温度变送器：

防爆型式：

本质安全型

型号：

GW200量程：

-20～+200℃

电源：

本安12VDC电流输出：

4～20mA

传感元件：

Pt100

15、防爆压力变送器1：

防爆型式：

本质安全型

型号：

MBN量程：

0～3MPa

激励电源：

本安12VDC电流输出：

4～20mA

16、防爆压力变送器2：

防爆型式：

本质安全型

型号：

MBN量程：

0～7MPa

激励电源：

本安12VDC电流输出：

4～20mA

17、防爆压力变送器3：

防爆型式：

本质安全型

型号：

MB330量程：

0～370mm（油位）

激励电源：

本安12VDC电流输出：

4～20mA

18、流量开关：

防爆型式：

本质安全型

型号：

RFS-D-100流量设定范围：

0.3～10m/s

电源：

本安24VDC功耗：

1.5VA

输出：

继电器触点（常开），当流量达到设定值时继电器得电

19、倾角传感变送器（双轴）：

用于测量机身倾角

本机型未使用。

20、倾角传感变送器：

用于测量摇臂倾角

型号：

54V1-120线性测量量程：

±60°

电源：

本安12VDC输出信号：

1～5VDC

21、瓦斯报警断电仪及矿用低浓度甲烷传感器：

防爆型式：

矿用隔爆兼本质安全型

型号：

断电仪DJB4；甲烷传感器GJ4

电源：

36VAC测量范围：

0～4.00%CH4

报警范围：

≥1.00%CH4断电范围：

≥1.50%CH4

输出：

继电器节点（常闭），超限时继电器得电

22、湿度变送器：

型号：

HM1500线性测量量程：

5%～99%RH

电源：

5VDC输出信号：

1～4VDC

第五章系统组成及功能

MG610-1400-QWD电牵引采煤机电控原理图见附图1，它主要由主工作回路（简称主回路）、控制回路、主控系统和交流变频拖动系统四部分组成。

1、主回路：

主回路主要由一台隔离开关、三台真空接触器（KM1、KM2、KM3）、两台功率为610KW的截割电机（左、右截割电机）、一台30KW泵电机和一台牵引变压器组成，工作电压为3300V。

其中左截割电机的启/停由KM1控制，右截割电机的启/停是由KM2来控制，泵电机和牵引变压器共用一个真空接触器KM3控制。

2、控制回路

控制回路主要由一些旋转开关（SA1-SA8）、急停拉绳开关和一些中间时间继电器（KA1-KA4、KT1-KT2）组成，控制回路可以完成对采煤机的下列操作:

（1）在采煤机上控制巷道内磁力启动器的接通/断开，即接通/切断采煤机的工作电源；

（2）工作面输送机的闭锁和解锁；

（3）左、右截割电机的启动/停止；

（4）泵电机和交流变频器的运行/停止；

（5）停采煤机：

即切断采煤机工作电源；

（6）急停：

停采煤机的同时停运输机并闭锁;

（7）采机位置的复位清“零”。

3、主控系统

主控系统主要由工控机、主控器（PLC）、彩色液晶显示屏、操作站（左站和右站）、主控编程器、控制盘、亚当块组件和一些传感器组成。

它是采煤机的控制中心。

（1）工控机：

工控机的外形为一不锈钢制箱体，正面两端有手把，在手把之间安装彩色液晶显示器。

工控机通过串口与主控器（PLC）、亚当块组件、彩色液晶显示屏、主控编程器相连接,可以实现以下功能:

1）执行操作站传送过来的操作指令；

2）将各传感器采集到的控制信号进行处理，并通过彩色显示器将其参数通过数字、图形显示出来；

3）实现各种自动保护，并将保护原因及故障处理帮助菜单显示到彩色屏幕上。

工控机能实现以下自动保护和控制、显示功能：

1）瓦斯超限保护；

2）冷却水流量保护；

3）左截割电机超温开关保护；

4）右截割电机超温开关保护；

5）左牵引电机超温开关保护；

6）右牵引电机超温开关保护；

7）泵电机超温开关保护；

8）破碎电机超温开关保护（本机型无破碎，但保留此功能）；

9）牵引变压器超温开关保护；

10）电控箱底板超温开关保护；

11）截割电机的恒功率自动控制；

12）变频器保护；

13）牵引调速过“零”保护;

14）漏电保护（本机型无漏电保护，但保留此功能）;

15）左截割电机温度检测保护；

16）右截割电机温度检测保护；

17）左牵引电机温度检测保护；

18）右牵引电机温度检测保护;

19）牵引变压器温度检测保护;

20）左截割电机电流过流保护；

21）右截割电机电流过流保护；

22）系统电源电压超限报警；

23）左牵引电机电流过流保护；

24）右牵引电机电流过流保护；

25）机身倾角超限报警；

26）电控箱湿度超限报警；

27）总进水压力超限报警；

28）冷却水压力超限报警；

29）左摇臂润滑泵压力超限报警；

30）左摇臂高速轴温度超限报警；

31）左牵引高速轴温度超限报警；

32）油箱油位超限报警；

33）液压系统油压（低压）保护；

34）右摇臂润滑泵压力超限报警；

35）右摇臂高速轴温度超限报警；

36）右牵引高速轴温度超限报警;

37）采机位置显示。

（2）主控器（PLC）：

主控器（PLC）的外形为一不锈钢制箱体，正面两端有手把。

内安装有高性能PLC。

主控器（PLC）由端子外接所有开关量信号，部分模拟量信号，采机位信号，并通过串口与左/右操作站和工控机相连。

能实现以下自动保护和控制、部分显示功能：

1）瓦斯超限保护；

2）冷却水流量保护；

3）左截割电机超温开关保护；

4）右截割电机超温开关保护；

5）左牵引电机超温开关保护；

6）右牵引电机超温开关保护；

7）泵电机超温开关保护；

8）破碎电机超温开关保护（本机型无破碎，但保留此功能）；

9）牵引变压器超温开关保护；

10）电控箱底板超温保开关护；

11）截割电机的恒功率自动控制；

12）变频器保护；

13）牵引调速过“零”保护;

14）漏电保护（本机型无漏电保护，但保留此功能）;

15）牵引力;

16）牵引速度;

17）左截割电机电流过流保护；

18）右截割电机电流过流保护;

19）左牵引电机电流过流保护；

20）右牵引电机电流过流保护;

21）计数。

（3）操作站：

在采煤机机身两端分别设有一台操作站，按其安装在机身位置上的不同分为左站和右站。

机身的左端安放左操作站，机身的右端的是安放右操作站。

若不用遥控器操作时，两台操作站是完全一样，可以互换。

若操作站内部加遥控接收装置则由于接收机频率不同，这时操作站不能互换，分左、右操作站，需按要求安装。

通过操作站可以完成下述对采煤机的操作：

1）左、右摇臂的调高；

2）开牵引：

牵引速度、牵引方向的设定；

3）停牵引；

4）急停；

5）系统复位；

6）故障查询;

7）实现站控/遥控之间的转换。

（4）工控机编程器：

在采煤机机身的中部设有工控机编程器。

通过控制编程器可以完成以下操作：

1）可以完全取代左、右操作站的操作功能;

2）可以通过编程器修改工控机、主控器（PLC）的内部报警参数。

（5）控制盘：

控制盘位于采煤机机身的中部,通过控制盘可以直接修改变频器内部的参数。

如果选用本地控制,则控制盘可以直接启/停变频器;如果选用外部控制,则操作站可对变频器控制。

（6）亚当块组件：

亚当块组件分别位于左、右检测箱及主控箱内。

主要功能是将各个传感器的模拟信号变成数字信号,在以总线的方式传送给工控机。

第六章采煤机的操作

第一节操作装置的功能

MG610-1400-QWD电牵引采煤机的操作位置主要集中在三处：

一处是在机身中部电控箱前侧盖板上，另一处是布置在机身两端的左、右操作站上，第三处为主控编程器。

电控箱侧盖上的操作装置除急停拉绳开关外，全部是旋转开关手把，而操作站上的操作全部是按键操作（操作站分为左站和右站）。

主控编程器功能相当于左、右操作站（一般在应急情况下使用）。

旋转开关手把主要用来控制：

（1）主电源的接通/切断；

（2）工作面运输机的闭锁；

（3）控制泵电机、牵引变压器的运行/停止；

（4）控制左、右截割电机的运行/停止；

（5）操作站的工作选择；

（6）调高的应急（联动）操作;

（7）采机位置的复位清“零”。

当所有电机正常运行后，采煤机的操作一般均用操作站来操作，下面详细介绍各旋转开关手把和操作站按键的功能。