掘进机电控系统使用说明书

1、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 : 2005 年 8 月 15 日一、概述1 掘 进 机 电 控 设 备 主 要 是 由 矿 用 隔 爆 型 掘 进 机 开 关 箱kxb4-258/1140e( 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、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

2、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。2主要用途及适

3、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。3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； 1 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；4型号的组成及其含义开关箱：kx b 4 285 / 1140 e 操作箱：cx 4 4 / 12 e 5安装类别类二、结构特征2 （1）开关箱开关箱是按照 gb3836.1

4、-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，

5、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

6、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95mm 2电缆与电源相连；左壁上的两个接线嘴其一可穿入50mm 2电缆与截割电机接线端子及热敏电阻相 3 连，另一个可穿入35 mm 2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

7、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，同时还能以两种语言 （中文/ 英文）显示信息。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）和修该系统工作电压（ 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，同时进入电机启动画面，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

8、， 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。风机按键还具有语言切换（中文/ 英文切换）和故障查询（降序查询）的第二功能。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32 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 4 方便。2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tq 、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，

9、 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-fu2 、断路器qf1-qf4 、整流单元、本安电源、漏电继电器elk1-elk2 、接触器lj1-lj2 组成，漏电继电器elk1 、elk2和接触器 km5 、km6共同组成对 220

10、v、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：根据系统工作电压改变熔断器fu1 、fu2接线端。（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 5 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

11、作为总急停，按下总急停各电机将不能启动。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，控制继电器ka7吸合停前级馈电。32 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，同时plc控制漏检继电器 km7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，plc控制输出点 y24闭合，继电器 ka5吸合，电铃鸣响，两秒后电铃停止鸣响，此时松开按键，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

12、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， plc输出点 y20吸合，控制的继电器ka1吸合，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，输入至 plc的 x8,plc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”、

13、 “风机停止”，此时三台电机才允许启动。再次瞬时按油泵按键， plc控制接触器 km1断开，km1.1断开， plc检测到输入信号 6 x8 断开，认为电机已正常停止，否则plc认为接触器 km1主触头粘合，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，plc启动定时器（定时时间分 5 秒、10 秒、15 秒、20 秒、25 秒可调）工作，同时输出点y24闭合，控制 ka5吸合，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， y24 断开，电铃停止，ka2吸合，接触

14、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，输入至 plc的 x9，plc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，plc控制接触器 km2断开，km2.1断开，plc检测到输入信号 x9断开，认为电机已正常停止，否则 plc认为接触器 km2主触头粘合，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

15、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，plc输出点 y22 闭合，控制 ka3吸合，接触器 km3吸合，常开触点 km3.1闭合，输入至 plc的xa ，plc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，plc控制接触器 km3断开，km3.1断开，plc检测到输入信号 xa断开，认为二运电机已正常停止，否则plc认为接触器 km3主触头粘合，发出“二 7 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

16、、停止油泵电机启动后，瞬时按风机按键，plc输出点 y23 闭合，控制 ka4吸合，接触器 km4吸合，常开触点 km4.1闭合，输入至 plc的xb ，plc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，plc控制接触器 km4断开，km4.1断开，plc检测到输入信号 xb断开，认为风机电机已正常停止，否则plc认为接触器 km4主触头粘合，发出“风机粘连”故障信息。风机停止后状态信息显示“风机停止”。3.2.6 总急停机器运转过程中，按下紧急停止按钮sb1或 sb2,输

17、入至 plc的 x0,plc停止所有的输出，使运行中的各电机立即停止。并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、二运、风机电机的状态信息才显示，否则截割、二运、风机按键将不起作用。油泵停止，运行中的截割、二运、风机将停止。 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才启动。 4：利用限位开关 xk2,确保在无负荷情况下， 隔离开关 tq停、送电。 5：当前级电源先导

18、回路接45 和 47 时，开箱门和瓦斯闭锁可 8 停前级电源。（4）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-ta12,电机内热敏电阻，漏电继电器，漏电闭锁检测回路等组成。plc接受电流互感器、热敏电阻、漏电继电器、漏电闭锁采集的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，各电机将不能启动，同时显示出故障状态。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，plc接受电流互感器采集的电流信号通过程序运算，使输出点y20断开，继电器

19、ka1断电，接触器 km1断开主回路，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、二运、风机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使漏检继电器 km7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。当电机全部停止后，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

20、验，以验证系统的可靠性。分别按油泵、截割、二运、风机，对应出现漏电故障信息，则认为系统正常。 9 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，热敏电阻呈高阻，信号送 plc ，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及三相不平衡率达到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 200-40

21、0 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。4.2.8 水流量异常保护当水流量检测开关动作时，plc接收到此信号，发出水流量异常报警信息，使电机停止，水流量正常时自动复位。（5）显示5.1 操作箱通过液晶屏显示，显示内容如下：( 见下图）5.1.1 各电机的状态显示 10 5.1.2 所有故

22、障信息显示5.1.3 各电机的电流显示5.1.4 截割电机的负荷显示5.1.5 系统电压显示5.1.6 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：5.2.1 系统工作电压显示5.2.2 各电机短路显示5.2.3 各电机过载显示5.2.4 各回路粘连显示5.2.5 220v 、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5.2.10 总急停显示5.2.11 电压异常显示5.2.12 油泵、截割电机超温显示5.2.13 油泵、截割电机运行时间显示三、技术特性1. 技术参数1.1 额定电压

23、开关箱：主回路： 1140v或 660v 控制回路： ac220v、ac120v 、ac24v 、dc24v 、dc12v 、dc5v 操作箱： dc12v 12 1.2 额定电流 165.8a/287a 1.3 额定频率 50hz 1.4 输出分路数 4路1.5 额定功率 258kw 2. 主要性能2.1 所有电路设计， ac220v 端子介电性能 2000v,dc24v 端子 1000v。2.2 保护程序化，性能稳定，精度高。2.3 漏检继电器隔离电压ac6000v 。四、使用、操作方法1. 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

24、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。2. 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。3. 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） 。4. 瞬时按二运按键，二运即可运转。5. 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。6. 瞬时按风机按键，风机即可运行。7. 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

25、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。8. 停机后，切断电源，取下电源开关手柄。 13 六、注意事项1. 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。2. 检修时必须停电。3. 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。4. 禁止带负荷拉隔离开关停机。5. 必须定期检查各导线的连接部位是否有松动现象。6. 各防爆部位紧固螺栓必须确实紧固。7. 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。8. 司机开机前应打开冷却水。9. 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

26、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， 要改变变压器接线， 同时改变各电机接线方式。七、安全保护装置及事故处理1. 总急停：一个位于机器右侧压扣按钮，压下停总机。压下顺时针旋转可以自锁，机器不能启动。另一个位于操作箱上，按此按钮停总机，再次开机须按复位键。2. 截割急停：位于机器左侧，压下顺时针旋转可以自锁，截割不能启动。3. 隔离开关：拉下到分断位置，停整个机器电源。4. 瓦斯闭锁：瓦斯动作时停整个机器电源（分断前一级电源）。5. 事故处理：当发生事故时，分断前一级电源。 17 八、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，视窗指示灯不亮1、供电电源没电检查电源2、变压器保险丝熔断检查熔丝fu1 或 fu2 3、断路器qf6 跳闸检查 qf6 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、通讯电缆断线检查电缆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