掘进机电控系统使用说明书.docx

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掘进机电控系统使用说明书

EBZ135（S135）型掘进机

电气系统使用说明书

青岛天迅电气有限公司

出版日期:

2006年3月28日

一、概述

掘进机电控设备主要是由矿用隔爆兼本质安全型开关箱KXJ4-258/1140（660）E（以下简称开关箱）和矿用本质安全型操作箱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、二运电机、风机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660V或1140V，通过改变电机接线方式选择工作电压。

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、二运、风机四个电机的过压、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、二运、风机的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EBZ135型双电压掘进机上，其隔爆型结构适用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-5℃~+40℃；

c）周围空气相对湿度不大于95％（＋25℃）；

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Ⅲ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，其上装有控制回路断路器、交流真空接触器、电流互感器、零序电流互感器以及漏电闭锁检测等元件。

主腔右侧水平布置控制变压器、FU1～FU3熔断器、接地电阻。

靠近箱门为FU1（1140V）,中间为FU2（660V）,最里侧为FU3。

调换电压时在FU1、FU2之间选择。

主腔左侧水平安装主控器，作为掘进机电控的核心部件，集成了30多种故障保护功能。

主控器上的接线端子为快速接插件，更换主控器时无需拆、接控制线，仅需平衡旋松接线端子两端的紧固螺栓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75mm²电缆与电源相连；左壁上的两个接线嘴其一可穿入50mm²电缆与截割电机接线端子及热敏电阻相

连，另一个可穿入35mm²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、风机电机、二运电机、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）和修改系统工作电压（660/1140选择）。

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，延时2秒电铃自停，进入电机启动画面，该键还具有翻页功能。

第二至第五分别为油泵、截割、二运、风机开停按键，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。

风机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16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：

（1）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-RC4以及电流互感器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、二运、风机电机便可运转。

各回路利用阻容吸收电路RC1-RC4吸收主回路过电压。

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。

（2）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、漏电检测ELK1-ELK2和接触器KM5、KM6共同组成对220V、120V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。

（3）控制回路：

3．1电路的组成

控制回路是可编程控制器（简称PLC）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-KM4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，按下总急停主控器端子CZ2-25无AC220V输出，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。

PLC接受瓦斯传感器动作信号，断开CZ2-19、CZ2-20,停前级电源。

3．2工作原理

系统送电后，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，若正常主控器端子CZ2-27输出AC220V，漏检继电器KM7、KM8吸合，进行各回路漏电、粘连检测，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，主控器端子CZ2-28输出AC120V,电铃鸣响，两秒后电铃停止鸣响,液晶屏将自动切换至电机启动画面，此时才允许启动油泵电机。

油泵未启动再次按开机键，液晶屏又返回至开机画面。

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，主控器端子CZ2-21有AC220V输出，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，第二为截割，第三为二运，第四为风机）由空心变为实心，同时液晶屏上依次显示“截割停止”、“二运停止”、“风机停止”，此时三台电机才允许启动。

再次瞬时按油泵按键，主控器控制接触器KM1断开，KM1.1断开，主控器检测到输入信号断开，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截割启动、停止

油泵电机启动后，瞬时按截割按键，主控器启动定时器（定时时间分5秒、10秒、15秒、20秒、25秒可调）工作，同时主控器端子CZ2-28输出AC120V,电铃鸣响，截割开始启动前预警。

液晶屏上截割状态信息变为“截割预警”。

定时时间到，CZ2-28断开AC120V,电铃停止，同时主控器端子CZ2-22输出AC220V，接触器KM2吸合，常开触点KM2.3闭合，接通截割计时表H2，截割开始计时。

常开触点KM2.1闭合，通过CZ2-8输入至主控器，主控器检测到此信号认为截割已启动，否则发出截割启动失败的故障信息，按复位键复位。

截割启动后状态信息将变为“截割运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。

再次瞬时按截割按键，主控器端子断开AC220V,接触器KM2断开，KM2.1断开，主控器检测到输入信号断开，认为电机已正常停止，粘连投入检测，不正常发出“截割粘连”故障信息。

截割停止后状态信息显示“截割停止”。

按下位于机器左侧的截割急停按钮，截割将不能启动或运行中立即停止，截割状态行显示“按复位键复位”，再次启动截割须按复位键复位。

3.2.4二运启动、停止

油泵电机启动后，瞬时按二运按键，主控器端子CZ2-23输出AC220V,接触器KM3吸合，常开触点KM3.1闭合，通过CZ2-9输入至主控器，主控器检测到此信号认为二运电机已启动，否则发出二运启动失败的故障信息，按复位键复位。

二运启动后状态信息变为“二运运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。

再次瞬时按二运按键，主控器端子CZ2-23断开AC220V,接触器KM3断开，KM3.1断开，主控器检测到输入信号断开，认为二运电机已正常停止，粘连投入检测，不正常发出“二运粘连”故障信息。

二运停止后状态信息显示“二运停止”。

3.2.5风机启动、停止

油泵电机启动后，瞬时按风机按键，主控器端子CZ2-24输出AC220V,接触器KM4吸合，常开触点KM4.1闭合，信号通过CZ2-10输入至主控器，主控器检测到此信号认为风机电机已启动，否则发出风机启动失败的故障信息，按复位键复位。

风机启动后状态信息变为“风机运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。

再次瞬时按风机按键，主控器端子CZ2-24断开AC220V,接触器KM4断开，KM4.1断开，主控器检测到输入信号断开，认为风机电机已正常停止，粘连