佳木斯EBZ00A掘进机电控系统使用说明书.docx
《佳木斯EBZ00A掘进机电控系统使用说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《佳木斯EBZ00A掘进机电控系统使用说明书.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
佳木斯EBZ00A掘进机电控系统使用说明书
S200A型掘进机
电控系统使用说明书
青岛天迅电气有限公司
出版日期：
2006年5月1日
、概述
S200A掘进机电控设备主要是由矿用隔爆型掘进机开关箱KXJ4-258/1140（660）E（以下简称开关箱）和本安型掘进机电气操作箱CX4-4/12E（以下简称操作箱）两部分组成，和BAL1-36/127-150矿用隔爆电铃；DGY35/24B隔爆型照明灯；BZA1-10/24-1ZS隔爆型压扣急停按钮以及油泵电机、截割电机、截高电机、二运电机等组成了掘进机电气系统。
掘进机电气系统各电机均采用双电压电机，工作电压为1140V。
掘进机电
控系统以可编程控制器（以下简称PLC）为核心，对油泵、截割、截高三个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护、并具有低压漏电、瓦斯保护、水流异常等功能。
操作箱与开关箱之间通过工业上常用的RS485通讯，稳定性高，仅用两芯信号线便可实现对油泵、截割、截高开停以及显示各电机运行状态、截割电机负荷、工作电压和各种故障信息，大大减少了操作箱与开关箱之间的连线，操作箱电缆采用快速接头连接方式，安装方便，可靠性高。
开关箱视窗内设有发光管能够显示32种故障信息，与液晶屏可以独离工作。
二、电控设备的参数及特征
1．主要用途及适用范围：
掘进机电控设备安装在S200A型掘进机上，其隔爆型结构适用于有瓦斯及煤尘爆炸危险的矿井中。
2．使用工作条件；
a）海拔高度不超过2000米；
b）周围环境温度5C~+40C；
C）周围空气相对湿度不大于95%（+25C）;
d）能承受掘进机的振动，与水平安装倾斜度不超过15
e）在有沼气爆炸性混合物隧道或矿井中；
f）无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；
g）无长期连续滴水的地方；
h）污染等级3级；
3.型号的组成及其含义
开关箱:
KXJ4-285/1140（660）E
操作箱:
CX4——4/12E
4.安装类别：
m类
5、结构特征
（1）开关箱
开关箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用防爆电气设备通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用防爆电气设备隔爆型电气设备d》的标准设计，属隔爆型电气设备。
其隔爆壳体是用钢板焊制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。
开关箱位于掘进机本体的左后方，掘进机的主要电器元件都安装在此开关箱内，开关箱的主腔和接线腔均为隔爆型结构，接线腔和壳体上均设有接地螺栓。
开关箱整体为长方形，箱门和上盖用螺栓和箱体紧固，箱门只有在电压开关处于停止的位置才允许打开，大部分电器元件均装在主腔内，主腔内芯子分为壳芯装配和门芯装配两部分。
主腔的右侧装有隔离开关、保护隔板，壳芯装配有主盘安装板，安装在壳体内，为螺栓固定式结构，主电路的电器元器件基本上都安装在该板上，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制变压器、控制回路断路器、交流真空接触器、电流互感器等元件。
门芯装配为前门装配，前门装配是装在左门门体内侧面，设置了整流电源、控制回路接触器、可编程控制器、继电器板等控制元器件，此门可向一侧打开。
右门上设置了电源开关的门板。
两扇门均设有严禁带电开盖警告牌，煤安及防爆标志。
左门上有产品铭牌，右门上设置了电源开关。
显示仪表安装在两门中间仪表盘上，有油泵计时器、截割计时器、故障显示窗。
接线腔通过接线嘴用电缆与电源、电机及其它元器件相连。
接线腔内装有一组三相电源接线端子，五组电机接线端子，八个七芯低压端子和五个接地接线端子。
在其左右后三个壁上设置了十七个接线嘴，右壁上的一个接线嘴可穿入75mm电缆与电源相连；左壁上的两个接线嘴其一可穿入50mm电缆与截割电机接线端子及热敏电阻相连，另一个可穿入35mm电
缆与油泵接线端子相连；后壁上的十四个接线嘴通过电缆分别与操作箱、二运电机、截高电机、三个照明灯、两个压扣按钮、一个瓦斯仪及一个电铃等相连。
接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有严禁带电开盖警告牌。
接线腔和主腔内电源线端子均设有绝缘保护板和隔板，防止误操作危害人身安全。
开关箱外壳焊有接地螺栓，通过专用接地导线将壳体与机架相连。
（2）操作箱
操作箱为本安型，供电电压DC12V，上半部居中装有一块液晶显示屏，显示各电机的运行状态、截割负荷、工作电压、故障信息，具有故障锁定功能和故障记忆查询功能。
显示屏左侧为急停按钮，按下该按钮所有电机将不能启动。
右侧为复位按钮，当出现故障时须按下此键复位然后才能启动电机，该按键还具有第二功能，可以查询故障记录（升序查询）和修改系统参数。
液晶屏的下方自左边起第一个按键为”开机”键，按下此键发出”开机”信号，同时电铃鸣响，大约延时2秒电铃自停后松开按键进入正常启动画面，同时该键还具有画面翻页功能。
第二至第五分别为油泵、截低、截高、截高开停按键，其操作方式为第一次按下为启动，再次按下为停止。
启动电机时首先启动油泵，待油泵启动正常后其他电机才能启动。
按下截割按键，首先启动预警，预警一定时间（时间长短可修改）后才启动截割电机。
截高按键还具有故障查询（降序查询）的功能。
第六个按键为故障查询登录按键，按下此键进入故障查询画面可以查询系统记忆的最大15个故障信息，该键还具有修改预警时间的第二功能。
操作箱电缆通过一个5芯的快速插头与操作箱相连，安装快速方便.
三．工作原理（参考附图）
电控系统的功能和用途分述如下：
主回路：
主回路主要是由隔离开关QS真空接触器KM1-KM4阻容吸收电路RC1-RC姒及电流互感器TA1-TA12组成。
隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路各接触器上端得电。
通过控制回路分别闭合真空接触器KM1-KM4油泵、截割、截高、二运电机便可运转。
各回路利用阻容吸收电路RC1-RC破收主回路过电压。
电流互感器TA1-TA12检测各回路电流，转换成电压信号送可编程控制器，通过程序对电机进行保护，并通过显示窗和液晶屏显示故障原因。
（1）控制电源
控制电源主要是提供电控系统各等级工作电压。
控制电源主要由电源变压器KB熔断器FU1-FU3断路器QF1-QF4整流单元、本安电源、漏电检测ELK和接触器KM5KM6共同组成对220V120V和24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。
电源变压器为1140V和660V通用。
注意：
根据系统工作电压切换熔断器FU1-FU2。
（2）控制回路：
3．1电路的组成
控制回路是可编程控制器（简称PLO为核心，通过RS485通讯接受操作箱的控制信号，通过内部程序运算控制继电器输出，实现各电机的启动和停止。
同时PLC接受电流互感器的信号、瓦斯继电器信号、漏电检测信号、KM1-KM反馈信号、电机温度保护信号，通过程序实现整个电控系统的保护功能。
SB1-SB3为紧急停止按钮，SB1装在操作箱上，和设在整机油箱前侧的紧急停止按钮SB2一样作为总急停，按下总急停主控单元接受信号，在内部进行运算使程序停止运行，同时发出指令使KM5断电，切断220V供电，各电机将不能启动。
截割紧急停止按钮SB3设在整机左侧，司机席前部，按下SB3,截割电机将不能启动。
在PLC接受到瓦斯传感器的动作信号后，首先停止机器，同时发出指令使端子输出信号（43，45）
断开，用户根据需要切断前级电源。
3．2工作原理
系统送电后，主控单元首先进行自检，液晶屏显示“青岛天迅电气”信息，同时开关箱视窗内的指示灯齐亮，检查指示灯有无损坏，稍后熄灭，PLC检测真空管是否粘连，若正常控制漏检继电器KM7KM8吸合，进行各回路漏电检测，如系统正常则按顺序进行以下操作。
3.2.1信号
油泵启动前应给信号，按住”开机”键，主控单元发出指令使警铃响，电铃鸣响两秒后停止鸣响，液晶屏将自动切换至电机启动画面，此时松开按键，只有进入启动画面后才允许启动油泵电机。
油泵未启动再次按“开机”键，液晶屏又返回至前级画面。
3.2.2油泵启动、停止进入电机启动画面后，液晶屏仅显示油泵电机的状态信息“油泵停止”。
瞬时按油泵按键，主控器接到油泵启动指令，进行内部运算，在主控器端子CZ2-21输出220V,控制接触器KM1吸合，其常开触点KM1.3闭合，接通油泵计时表H1,油泵开始计时。
同时常开触点KM1.1闭合，通过主控器端子CZ2-7输入至主控器,主控器检测到此信号后认为油泵启动，否则将发出油泵启动失败的故障信息，按复位键复位。
油泵启动后状态信息将变为“油泵运行”，液晶屏右列第一个指示灯（第一为油泵指示，第二为截低，第三为截高，第四为截高）由空心变为实心，同时液晶屏上依次显示“截低停止”、“截高停止”、“截高停止”，此时这三台电机才允许启动。
再次瞬时按油泵按键，PLC将控制接触器KM1断开，KM1.1断开，PLC检测到输入信号X8断开，认为电机已停止，粘连检测回路投入，此时若检测到真空管下端带电，认为真空管粘连，发出“油泵粘连”故障信息。
油泵电机正常停止后，液晶屏再次显示油泵启动前的画面信息。
3.2.3截低启动、停止
在油泵电机启动后，截高电机没启动时，瞬时按截低按键，主控器接到指令，启动内部定时器（定时时间分5秒、10秒、15秒、20秒、25秒可调）工作，同时在主控器端子CZ2-28输出120V,使电铃鸣响，截低开始启动前预警。
液晶屏上截低状态信息变为“截低预警”，截高状态信息变为“截高互锁”。
当定时时间到，控器端子CZ2-28停止输出120V,电铃停止鸣响，同时在主控器端子CZ2-22输出220V,接触器KM2吸合，常开触点KM2.3闭合，接通截割计时表H2,开始截割计时。
常开触点KM2.1闭合，通过CZ2-8输入至主控系统，PLC检测到此信号认为截低已启动，否则发出截低启动失败的故障信息，按复位键复位。
截低启动后状态信息将变为“截低运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。
再次瞬时按截割按键，主控器接到指令后，使主控器端子CZ2-22停止输出220V,断开接触器KM2PLC检测到输入信号X9断开，认为电机已正常停止，粘连投入检测，不正常发出“截低粘连”故障信息。
截低停止后状态信息显示“截低停止”，截高状态信息恢复正常状态。
按下位于机器左侧的截割急停按钮，截低将不能启动或运行中立即停止，截低状态行显示“按复位键复位”，想再次启动截割须先按复位键复位。
3.2.4截高启动、停止
在油泵电机启动后，截低电机没启动时，瞬时按截高按键，主控器接到指令，启动内部定时器（定时时间分5秒、10秒、15秒、20秒、25秒可调）工作，同时在主控器端子CZ2-28输出120V,使电铃鸣响，截高开始启动前预警。
液晶屏上截低状态信息变为“截高预警”，截低状态信息变为“截低互锁”。
当定时时间到，控器端子CZ2-28停止输出120V,电铃停止鸣响，同时在主控器端子CZ2-23输出220V,接触器KM3吸合，常开触点KM3.3闭合，接通截割计时表H2,开始截割计时。
常开触点KM3.1闭合，通过CZ2-9输入至主控系统，PLC检测到此信号认为截高已启动，否则发出截高启动失败的故障信息，按复位键复位。
截高启动后状态信息将变为“截高运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。
再次瞬时按截高按键，主控器接到指令后，使主控器端子CZ2-23停止输出220V,断开接触器KM3PLC检测到输入信号CZ2-9断开，认为电机已正常停止，粘连投入检测，不正常发出“截低粘连”故障信息。
截高停止后状态信息显示“截高停止”，截低状态信息恢复正常状态。
按下位于机器左侧的截割急停按钮，截高将不能启动或运行中立即停止，截低状态行显示“按复位键复位”，想再次启动截割须先按复位键复位。
3.2.5截高启动、停止
在油泵电机启动后，瞬时按截高按键，主控器接到指令，在主控器端子CZ2-24输出220V,接触器KM4吸合，常开触点KM4.1闭合，输入至主控器的CZ2-10,PLC检测到此信号认为截高电机已启动，否则发出截高启动失败的故障信息，按复位键复位。
截高启动后状态信息变为“截高运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。
再次瞬时按截高按键，PLC控制接触器KM3断开，KM3.1断开，PLC检测到输入信号XA断开，认为截高电机已
正常停止，粘连投入检测，不正常发出“截高粘连”故障信息。
截高停止后状态信息显示“截高停止”。
3.2.6总急停
机器运转过程中，按下紧急停止按钮SB1主控器接到总急停指令后，KM5断电，切断220V供电，同时信号输入至PLC的X0,PLC停止所有的输出，SB2通过软件停止PLC的所有输出，使运行中的各电机立即停止。
按下急停按键弹出急停的报警信息，再次启动需按复位键。
SB3为截割急停，按下截割急停截割电机不能启动，截割状态显示“故障连锁”，需按复位键解锁。
3.2.7电气连锁
主要的电气连锁有：
1：
必须发”开机”信号才能进入启动画面，油泵电机才能启动2：
只有当油泵电机启动后，截割、截高电机的状态信息才显示，否则截割、截高、二运按键将不起作用。
油泵停止，运行中的截割、截高将停止。
3：
启动截割电机时首先自动启动截割预警，预警结束后截割电机自动启动。
4:
利用限位开关XK2,确保只有在无负荷情况下，隔离开关TQ才可停、送电。
5:
当前级电源先导回路接43和47时，开箱门和瓦斯闭锁可停前级电源。
（3）保护回路
4.1电路的组成
保护回路主要是由电流互感器TA1-TA9,电机内热敏继电器，低压漏电检测，漏电闭锁检测回路等组成。
主控器接受电流互感器、热敏电阻、零序电流互感器、漏电闭锁信号通过程序判断各种故障，送液晶屏和显示视窗显示故障信息。
4.2工作原理（以油泵电机为例）
首先”开机”前检查供电电压及各回路绝缘状态。
当出现过电压、欠电压、瓦斯超限、漏电闭锁时、急停信号、门未关紧、水流没开时，各电机将不能启动，同时显示出相应信息状态。
油泵电机运转过程中，出现过载、过流、三相不平衡、断相等故障时，主控器接受电流互感器采集的电流信号通过程序运算，使输出点CZ2-21停止输出220V,接触器KM1断开主回路，使运行的油泵电机停止。
同时液晶屏和显示窗显示故障状态，当出现过流和断相时，按操作箱复位按钮可以重新启动。
过载保护和漏电闭锁为自动复位，过载三分钟后复位，绝缘恢复到漏电闭锁值的1.5倍时自动复位。
截割、截高的保护原理和油泵电机相同。
4.2.1漏电闭锁
当系统送电后，PLC首先检测接触器真空管是否粘连，若正常
PLC输出点Y7闭合，主控器内中继KA11吸合，主控器端子CZ2-27输出220V,使漏检继电器KM7KM8吸合，对各回路漏电检测，当绝缘阻值过低，电机不能启动。
如各回路正常可以启动电机，启动电机前断开漏检继电器，停止漏电检测，然后电机启动。
当电机停止后，粘连回路投入检测，真空管无粘连，延时2秒漏检继电器吸合，检测各回路漏电。
在未”开机”的情况下，进入参数修改画面可以对四台电机漏电检测回路进行漏电试验，以验证系统的可靠性。
分别按油泵、截低、截高、截高，对应出现漏电故障信息，则认为系统正常。
4.2.2电机温度保护
当油泵和截割电机绕组温度达到170度时，热敏继电器断开，信号送送至主控器，PLC通过程序运算判断故障，使对应的油泵或截割电机停止运转。
电机冷却后自动复位。
4.2.3电机过载保护
当电机出现过载时，程序采取反时限过载保护。
过载动作后，使电机停止，3分钟自动复位。
4.2.4电机三相不平衡及断相保
当电机出现断相或三相不平衡率达到60%时，PLC发出电机断相故
障，使电机停止，按复位键复位。
4.2.5各电机过流保护
当各回路电流达到额定电流8-10倍时，PLC在200-400毫秒动作,使电机停止，按复位按钮复位。
4.2.6系统过电压、欠电压保护
当系统电压超过额定电压15％时，启动时低于额定电压75％或长时间低于额定电压85%时，PLC动作，发出电压异常故障信息，使电机停止,电压正常时自动复位。
4.2.7瓦斯闭锁保护
当瓦检仪检测的瓦斯含量超标时，PLC通过程序判断故障，使串入前级电源控制回路的继电器得电，从而停前级电源。
（见下图）
5.1操作箱通过液晶屏显示，显示内容如下：
各电机的状态显示
5.2.1
故障记录查询显示
5.2开关箱视窗内设有故障状态及其它显示，具体显示内容如下：
系统工作电压显示
5.2.5220V、24V低压漏电显示
5.2.6各电机断相显示
5.2.7各电机漏电显示
5.2.8瓦斯闭锁显示
5.2.9水流量异常显示
四、技术特性
1.技术参数
1.1额定电压
开关箱：
主回路：
1140V或660V
控制回路：
AC220V、AC120V、AC24V、DC24V、DC12V、DC5V
操作箱：
DC12V
1.2
额定电流165.8A/287A
额定频率50HZ
向上搬动开关箱右侧电源开关手柄至接通位置，此时，操作箱液晶屏点亮，显示“青岛天迅电气”，同时开关箱视窗内指示灯齐亮，前后照明灯齐亮。
检查各指示灯和机器周围，如果没有异常情况，即可按如下顺序进行”开机”操作。
按住”开机”按键，发出”开机”信号，警铃鸣响，2秒后自停，松开按键，自动切换至电机启动画面。
观察工作现场，确认不能发生机械和人身事故，方可启动油泵。
瞬时按油泵按键，油泵即可运转（在试车时应注意油泵电机运转方向，若反转应重新接线）。
瞬时按截高按键，截高即可运转。
瞬时按截割按键，首先截割预警自动启动，预警信号发出5秒钟后，截割电机启动运行。
瞬时按二运按键，二运即可运行。
停机时再次瞬时按对应的按键，即可停止各台电机。
操作顺序原则上和”开机”顺序相反，也可根据实际情况进行。
尽量避免利用急停按钮停整机，也不允许利用停油泵电机的方法，停其它电机。
停机后，切断电源，取下电源开关手柄。
能够对32中故障分别进行屏蔽
七、注意事项
当需打开门或盖时必须先停电，并将煤尘打扫干净后方可松开紧固螺栓。
检修时必须停电。
各电器元件之间的电缆不能拉的过紧，特别注意的是电源电缆不能压在履带下。
禁止带负荷拉隔离开关停机。
必须定期检查各导线的连接部位是否有松动现象。
各防爆部位紧固螺栓必须确实紧固。
各电缆引入装置的密封圈、金属垫圈、压板等不得残缺，内外接地必须接牢。
司机”开机”前应打开冷却水。
应尽量避免频繁启动各电机。
10.截割电机应空载启动，在切割时注意不要闷车，如闷车时应马上停机。
11.通过液晶屏改变系统电压时，要切换熔断器，同时改变各电机接线方式。
八、安全保护装置及事故处理
拉下到分断位置，停整个机器电源。
瓦斯动作时停整个机器电源（分断前一级电源）。
事故处理：
当发生事故时，分断前一级电源。
九、遥控安全操作说明
1本机配有遥控操作系统，遥控操作与操作箱操作相互连锁，用操作箱遥控不起作用，用遥控操作箱不起作用。
2.遥控仅限于检修，不能用于生产操作。
3.遥控不能离开司机驾驶席操作。
4.开机前确认设备及人身处于安全的情况下方能进行遥控操作。
5.遥控开机顺序
开机前先进行例行的巡视和开机前的检查，确认安全的情况下按“油启”按键，此时油泵启动。
按“油停”按键，油泵停止。
油泵启动后才能进行警铃、截低、截高、二运的操作。
油泵启动后按住“警铃”按键，警铃响，松开按键，警铃停。
按“截割”按键，截割启动，再次按“截割”按键，截割停。
按“截高”按键，截高启动，再次按“截高”按键，截高停。
按“二运”按键，二运启动，再次按“二运”按键，二运停。
十、故障的排除及维护
表1常见故障及分析如下表，供参考：
现象
可能原因
处理
送电后液晶屏不亮，视窗扌曰示灯不亮
1、供电电源没电
检杳电源
2、变压器保险丝熔断
检杳熔丝FU1或FU2
3、断路器QF4跳闸
检查QF4及其供电回
路是否短路
4、变压器KB损坏
检查变压器
液晶屏显示
“正在通讯,,”
1、通讯电缆断线
检杳电缆
2、屏蔽线与外壳接
触不良
检查屏蔽线
液晶屏显示正常，但按键无响应（正常鸣响）
1、操作箱坏
更换操作箱遥控应
急操作
照明灯不亮
1、断路器QF3跳闸
检查QF3及其供电回
路是否短路
2、24V漏电
检查24V回路是否漏电
液晶屏显示
总急停
总急停没解锁或损坏
解锁复位或更换
液晶屏显示
门未关紧
1、门连锁开关没闭合或损坏
检查限位开关
显示电压异
常
1、电压超过额定
115%或低于额疋85%
检杳供电电压
“开机”警铃
不响，不能”开机”
1、断路器QF2跳闸
检查QF2及其供电回
路是否短路
2、220V漏电
检杳220V120V回
路是否漏电
3、参数修改开关处
在修改状态
拨到运行位置
4、警铃坏
更换警铃
油泵电机不
转
1、按油泵按键无响应（无鸣响）
更换操作箱遥控应
急操作
2、未在电机启动画
面中按油泵按键
进入启动画面按油
泵按键
3、主控器端子
CZ2-21无220V输出或
真空接触器KM1故障
检杳主控器和真空
接触器
4、断路器QF4跳闸
检杳220V电源
5、过载、缺相、短
路保护动作
检查负载及电机绕
组、电流互感器
6、油泵电机超温
查看电机温度、温度
检测PTC
截割电机不
转
1、截割急停没解锁
或损坏
解锁复位、更换
2、按截割按键无响应（无鸣响）
更换操作箱遥控应
急操作
3、未在电机启动画
面中按截割按键
进入启动画面按截
割按键
4、主控器端子
CZ2-22无220V输出或真空接触器KM2故障
（显示启动失败）
检杳主控器和真空
接触器
5、过载、缺相、短
路保护动作
检查负载及电机绕
组、电流互感器
6、截割电机超温
查看电机温度、检查
温度检测PTC
截高电机不
转
1、按截高按键无响应（无鸣响）
更换操作箱遥控应
急操作
2、未在电机启动画
面中按截高按键
进入启动画面按截
高按键
3、主控器端子
CZ2-23无220V输出或真空接触器KM3故障
（显示启动失败）
检杳主控器和真空
接触器
4、过载、缺相、短路保护动作
检查负载及电机绕
组、电流互感器
二运电机不
转
1、按二运按键无响应（无鸣响）
更换操作箱遥控应
急操作
2、未在电机启动画
面中按截高按键
进入启动画面按截
高按键
3、主控器端子
CZ2-24无220V输出或
真空接触器KM4故障
（显示启动失败）
检查主控器和真空
接触器
4、过载、缺相、短
路保护动作
检查负载及电机绕
组
应急处理故
障
升级会员 