美國(guó)久益長(zhǎng)臂采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)

1、久益7LS(JNA)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)概述及電控系統(tǒng)的原理第一節(jié) 7LS(JNA)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)概述一、采煤機(jī)結(jié)構(gòu)目前神東公司所使用的久益采煤機(jī)，從外型上看結(jié)構(gòu)大同小異。所有的電控箱，位于采煤機(jī)的中部，在兩個(gè)牽引部之間。電氣控制箱的作用是配電、控制、檢測(cè)與保護(hù)。久益7LS系列采煤機(jī)電氣系統(tǒng)主要由以下一些電氣部件組成：電氣控制箱、左截割電機(jī)、右截割電機(jī)、左牽引電機(jī)、右牽引電機(jī)、液壓油泵電機(jī)、破碎機(jī)電機(jī)、電磁閥、遙控啟動(dòng)/停止開關(guān)裝置、水流量/壓力開關(guān)、油溫/油位開關(guān)、左接收器和遙控器、右接收器和遙控器、翻頁(yè)器、照明燈等。其總體結(jié)構(gòu)如圖所示。二、電控箱內(nèi)部元件的布置電控箱內(nèi)電氣元件的布置與線路圖是相符

2、的。位于箱內(nèi)左邊的元件就畫在圖紙的左邊，位于箱內(nèi)右邊的元件就畫在圖紙的右邊，位于箱內(nèi)中間的元件就畫在圖紙的中間，很有規(guī)律。主要元件如下。2CB斷路器板：此板較小主要有牽引2CB斷路器和接地漏電檢測(cè)電阻等元件。4個(gè)接觸器板：4個(gè)接觸器板基本相同，分別裝有左截割接觸器、破碎機(jī)接觸器、右截割接觸器和泵接觸器。接觸器為真空接觸器，額定容量320A，額定電壓3300V。在左右截割和破碎機(jī)接觸器控制板上分別還裝有三相電抗器和阻容吸收裝置。保護(hù)控制板：保護(hù)控制板裝在電控箱的中部，該控制板上主要有截割RTD保護(hù)單元RU1、牽引變壓器RTD保護(hù)單元RU3、ESR急停繼電器、隔離電源模塊、本安繼電器、接地漏電檢測(cè)

3、電阻及牽引電源整流模塊BSM、左右牽引變頻率逆變裝置VFD、左右牽引電動(dòng)機(jī)RTD保護(hù)單元RU2等元件。接線端子排：JNA0、JNA1控制板：在電控箱的中部前端裝有JNA0控制板和JNA1控制板，在JNA0控制板上主要有JNA0裝置、交流110V控制電源指示燈、直流24V控制電源指示燈、油溫油位故障指示燈、3300V電源帶電指示燈等元件，JNA1控制板上主要有JNA1控制組件。 本安控制板：本安控制板裝在電控箱的左部，控制板上主要有遙控光電耦合器、油溫油位光電耦合器、本安電源模塊、JNA3裝置等元件。 高壓電源腔：在電控箱的左側(cè)高壓腔內(nèi)主要裝有網(wǎng)絡(luò)耦合器、80A電源保險(xiǎn)、5安控制電源保險(xiǎn)、高壓隔

4、離開關(guān)、電流傳感器等元件。第二節(jié) 7LS采煤機(jī)電控系統(tǒng)原理短路保護(hù)：牽引斷路器2CB用來保護(hù)主變壓器二次線路短路故障，2CB設(shè)定的短路保護(hù)電流為1550A，動(dòng)作時(shí)間為12.5微秒。注意當(dāng)2CB由于短路故障跳閘超過三次時(shí)，就必須更換2CB斷路器。水流水壓力保護(hù)：JOY7LS06采煤機(jī)為了保證截割過程中控制粉塵的濃度、運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)及齒輪箱的冷卻，必須要有足夠的供水，在截割臂上的壓力水回路上裝有水流量和壓力開關(guān)，當(dāng)供水流量低于 38L/min，壓力低于 5.2Mpa 時(shí),截割電動(dòng)機(jī)將會(huì)自動(dòng)停機(jī)或不能啟動(dòng)。第三章 久益7LS(FACE BOSS)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)概述及電控系統(tǒng)的原理第一節(jié) 7LS(FAC

5、E BOSS)采煤機(jī)電氣系統(tǒng)概述一、采煤機(jī)結(jié)構(gòu)久益7LS(FACE BOSS)系列采煤機(jī)主要由以下部分組成：電控箱、左右截割電機(jī)、泵電機(jī)、左右牽引電機(jī)、左右牽引部、滾筒、左右牽引塊、左右搖臂、破碎機(jī)等。其總體結(jié)構(gòu)如圖所示。電氣系統(tǒng)主要由以下一些電氣部件組成：電氣控制箱、左截割電機(jī)、右截割電機(jī)、左牽引電機(jī)、右牽引電機(jī)、液壓油泵電機(jī)、破碎機(jī)電機(jī)、電磁閥、遙控啟動(dòng)/停止開關(guān)裝置、水流量/壓力開關(guān)、油溫/油位開關(guān)、左接收器和遙控器、右接收器和遙控器、翻頁(yè)器、照明燈、截割高度顯示單元等。采煤機(jī)以CCU做為電氣控制系統(tǒng)的核心。電氣控制系統(tǒng)主要由以下元件構(gòu)成：Display Computer（顯示單元）、R

6、eceiver（遙控接收器）、Transmitter（遙控器）、牽引變頻驅(qū)動(dòng)單元BSM和VFD、控制中心CCU、Motor MCTs（電機(jī)智能控制傳感器）、左側(cè)液壓控制輸出DIOM1模塊、右側(cè)液壓控制輸出DIOM2模塊、漏電檢測(cè)控制輸出模塊DIOM3、遙控輸入/輸出RIO模塊及左右GIO單元等組成。如下圖所示：二、電控箱內(nèi)部元件的布置電控箱門板：1）左側(cè)門板：交流3300V高壓電源插頭、插座；高壓隔離開關(guān)合閘手柄；截割、破碎電機(jī)對(duì)地絕緣檢查窗等。2）中間門板：JNA顯示單元、3300V高壓帶電指示燈、交流120V控制電壓指示燈、直流12V電源指示燈、直流24V電源指示燈P/S#2指示燈、直流2

7、4V電源指示燈P/S#3指示燈、直流24V電源指示燈P/S#4指示燈、母線電壓指示燈、記憶截割學(xué)習(xí)模式指示燈、記憶截割自動(dòng)模式指示燈等。3）右側(cè)門板：遙控選擇開關(guān)SEL、截割選擇開關(guān)CS、漏電測(cè)試開關(guān)OGFT、漏電測(cè)試選擇開關(guān)OGFS、變壓器中性點(diǎn)漏電測(cè)試開關(guān)GFT、照明開關(guān)H等。電控箱內(nèi)部元件：1）高壓腔：交流3300V主控制變壓器、冷卻風(fēng)扇、網(wǎng)絡(luò)耦合器及SPLM控制器、80A保險(xiǎn)、5A控制保險(xiǎn)、機(jī)器高壓主隔離開關(guān)、接地漏電控制板等元件。接地漏電控制板上主要有：CGFR繼電器、GFR繼電器、電阻、電容、整流橋等元件。2）中間控制腔：牽引/泵3300V/575V變壓器、4塊接觸器控制板、主控制

8、板、牽引斷路器CB1控制板等。4塊接觸器控制板分別裝有：左右截割電機(jī)接觸器AC、BC；破碎電機(jī)接觸器GC；泵電機(jī)接觸器CC；左右截割電機(jī)漏電檢測(cè)電抗器INDA、INDB；破碎電機(jī)漏電檢測(cè)電抗器INDG；左右截割電機(jī)智能控制傳感器ACT、BCT；破碎電機(jī)智能控制傳感器GCT等元件。主控制板上分別裝有：牽引/泵變壓器RTD溫度保護(hù)單元RU1；CLC控制單元；交流120V/直流24V電源模塊PS1；遙控輸入/輸出RIO模塊；左側(cè)液壓控制輸出DIOM1模塊；右側(cè)液壓控制輸出DIOM2模塊、啟動(dòng)預(yù)報(bào)警繼電器SER；急停繼電器ESR；電壓傳感器VT、VT3、VT2、VT1；截割記時(shí)器BHM；交流120V/

9、直流12V電源模塊PS2；擺動(dòng)傳感器PRS等元件。牽引斷路器控制板分別裝有：牽引斷路器CB1、泵電機(jī)智能控制傳感器CCT、接線端子排TBR1、TBR2等元件。3)右側(cè)控制腔：主要電氣元件有：冷卻風(fēng)扇、牽引變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電源整流模塊BSM、左右牽引逆變器VFD、本安控制盤等。牽引變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電源整流模塊BSM：左右牽引逆變器VFD：本安控制盤上主要有：交流3300V/110V本安隔離變壓器ISCT；漏電檢測(cè)控制輸出模塊DIOM3；交流110V/15V漏電變壓器CT1；漏電閉鎖繼電器IEL1、IEL2、IEL3、IEL4；漏電檢測(cè)電阻，漏電保護(hù)單元EL1、EL2、EL3、EL4；交流110V/直流1

10、2V本安電源模塊IPS1、IPS2；光電耦合器OC1、OC2；JNA3裝置等元件。第二節(jié) 電氣系統(tǒng)控制原理分析久益7LS06C、7LS07系列采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)均采用JNA FaceBoss系統(tǒng)，以JNA CCU為控制核心，動(dòng)力電源為3300VAC，50Hz。動(dòng)力電源靠拖曳電纜連接到采煤機(jī)上，通過30電阻先導(dǎo)控制方式控制上一級(jí)設(shè)備開關(guān)或移動(dòng)變電站給煤機(jī)進(jìn)行送電。兩種系列采煤機(jī)除了在采高、裝機(jī)功率和機(jī)械結(jié)構(gòu)上有所不同外，其電氣控制系統(tǒng)基本上相同。7LS06C系列采煤機(jī)，整機(jī)總重93.67噸（其中主機(jī)重33.65噸，左右搖臂各重17噸，左右滾筒各重5.535噸，破碎機(jī)重4.85噸，左右牽引塊各重4

11、噸），整機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）16.75X1.7X1.85米，最大采高4.7米，最大牽引速度20米/分鐘，過煤高度1050mm，生產(chǎn)能力5000噸/小時(shí)。采煤機(jī)總裝機(jī)功率2020KW，交流電牽引，調(diào)速方式為交流變頻率調(diào)速，以整流模塊BSM和變頻逆變裝置VFD作為牽引驅(qū)動(dòng)單元，整機(jī)共有6臺(tái)電機(jī)，兩臺(tái)750KW截割電機(jī)，兩臺(tái)110KW交流感應(yīng)電機(jī)，1臺(tái)30KW泵電機(jī)和1臺(tái)270KW破碎電機(jī)。7LS07系列采煤機(jī)整機(jī)總重93.67噸（其中主機(jī)重33.65噸，左右搖臂各重17噸，左右滾筒各重5.535噸，破碎機(jī)重4.85噸，左右牽引塊各重4噸），整機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）18.622X3.03X2.

12、31米，最大采高6.294米，最大牽引速度20米/分鐘，過煤高度1050mm，生產(chǎn)能力5000噸/小時(shí)。采煤機(jī)總裝機(jī)功率2345KW，交流電牽引，調(diào)速方式為交流變頻率調(diào)速，以整流模塊BSM和變頻逆變裝置VFD作為牽引驅(qū)動(dòng)單元，整機(jī)共有6臺(tái)電機(jī)，兩臺(tái)8600KW截割電機(jī)，兩臺(tái)150KW交流感應(yīng)電機(jī)，1臺(tái)55KW泵電機(jī)和1臺(tái)270KW破碎電機(jī)。一、供電系統(tǒng)1、動(dòng)力回路采煤機(jī)動(dòng)力回路主要由3300V電源插頭/插座、三相電源帶電指示燈N1-N3、高壓隔離開關(guān)IS、左截割電機(jī)接觸器AC、右截割電機(jī)接觸器BC、破碎電機(jī)接觸器GC、左截割電機(jī)漏電閉鎖三相電抗器INDA、右截割電機(jī)漏電閉鎖三相電抗器INDB、

13、破碎電機(jī)漏電閉鎖三相電抗器INDG、左截割電機(jī)智能傳感器ACT、右截割電機(jī)智能傳感器GCT、80A保險(xiǎn)、泵接觸器CC、牽引/泵電源變壓器HPT、牽引/泵電源斷路器CB1、牽引變頻驅(qū)動(dòng)單元整流模塊BSM及逆變裝置VFD等元件組成。如下圖所示：2、饋電斷路器控制回路主要有交流120V/15A控制電源斷路器CB2、交流24V/15A照明斷路器CB3、左側(cè)液壓輸出控制模塊DIOM1直流24V電源斷路器CB4、右側(cè)液壓輸出控制模塊DIOM2直流24V電源斷路器CB5、漏電保護(hù)輸出控制模塊DIOM3直流24V電源斷路器CB6、左右截割角度傳感器直流12V電源斷路器CB7和CB8。3、控制電源1）、交流11

14、0V控制電源及24V照明電源機(jī)器主控制變壓器原邊輸入三相交流3300V電源，副邊輸出交流120V和24V兩種電壓，交流120V作為主控制電源，用線號(hào)1、2表示；24V作為照明電源，用線號(hào)ZA、ZB表示。交流120V經(jīng)斷路器CB2主要給110V/15V漏電變壓器CT1、冷卻風(fēng)扇FAN1-3、電壓傳感器VT、JNA顯示器JDC、控制中心CCU、交流110V/直流24V電源模塊PS1、截割選擇開關(guān)CS、遙控器選擇開關(guān)SEL、110V/直流12V電源模塊PS2、啟動(dòng)報(bào)警繼電器SER、急停繼電器ESR、變壓器中性點(diǎn)漏電保護(hù)繼電器GFR等元件提供工作電源。如下圖所示：2）、直流24V控制電源直流24V控制

15、電源經(jīng)PS1電源模塊、CB4、CB5、CB6、CB9斷路器給左側(cè)液壓輸出控制模塊DIOM1、右惻液壓輸出控制模塊DIOM2、漏電控制輸出控制模塊DIOM3及左右截割角度/高度顯示單元等元件提供工作電源，線號(hào)用100、200表示。如下圖所示： 3）、直流12V控制電源 直流12V控制電源經(jīng)PS2電源模塊、CB7、CB8斷路器給左右截割角度傳感器、擺動(dòng)傳感器PRS等元件提供工作電源，線號(hào)用322、323表示。如下圖所示：二、JNA FACE BOSS系統(tǒng) JNA FACE BOSS系統(tǒng)是采煤機(jī)的控制核心，主要由中央控制器CCU、顯示計(jì)算機(jī)JDC、鼠標(biāo)（aka翻頁(yè)器）、本安隔離柵、遙控系統(tǒng)、本安輸入

16、/輸出模塊GIO、數(shù)字輸出模塊DIOM、電機(jī)智能傳感器MCT及輸入/輸出模塊RIO、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器CLC、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器SPLM等組成。 本安多用途輸入/輸出GIO模塊和光電隔離柵OC1、OC2及相關(guān)的電纜和連線提供了煤機(jī)左右位移傳感器、油溫油位開關(guān)、左右復(fù)位傳感器、水流水壓力開關(guān)、左右搖臂RTD溫度傳感器、拖曳電纜張力開關(guān)及啟動(dòng)預(yù)警等元件與控制中心CCU間采用RS232、RS422/RS485計(jì)算機(jī)串行通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳遞和控制。遠(yuǎn)程輸入/輸出RIO模塊接收控制開關(guān)、截割角度傳感器、煤機(jī)擺動(dòng)傳感器、牽引變壓器溫度傳感器RTD及電控箱左右溫度開關(guān)等元件輸入信號(hào)，同時(shí)負(fù)責(zé)起動(dòng)預(yù)警繼電器SE

17、R、急停繼電器ESR及各電動(dòng)機(jī)智能傳感器MCT與控制中心CCU間的通訊連接，通訊控制方式采用InterBus現(xiàn)場(chǎng)總線控制。數(shù)字輸出模塊DIOM由DIOM1、DIOM2和DIOM3組成，其中DIOM1和DIOM2模塊接受CCU指令，輸出直流24V控制電壓，控制電磁閥及相應(yīng)的液壓部件；DIOM3模塊接收CCU指令，用于煤機(jī)漏電檢測(cè)回路，DIOM數(shù)字模塊與控制中心間采用CANBus現(xiàn)場(chǎng)總線控制通訊控制方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和控制。變頻器VFD通過接收CCU指令，控制牽引電機(jī)交流電壓頻率的輸出，調(diào)節(jié)牽引電機(jī)的速度。變頻器VFD與控制中心CCU間采用CANBus現(xiàn)場(chǎng)總線控制通訊控制方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和控制

18、。CCU把數(shù)據(jù)輸出到DATA LOGGER數(shù)據(jù)記錄接口，從煤機(jī)應(yīng)用程序（MAP）接口載入程序。煤機(jī)網(wǎng)絡(luò)耦合器及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器SPLM與控制中心CCU間采用RS422、RS422/RS485計(jì)算機(jī)串行通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳遞和控制。煤機(jī)截割角度電子顯示器及截割高度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器CLC間采用RS422、RS422/RS485計(jì)算機(jī)串行通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳遞和控制。JNA FACE BOSS系統(tǒng)要有以下幾個(gè)方面的作用：1、監(jiān)測(cè)遙控器的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸、液壓控制數(shù)據(jù)、牽引控制數(shù)據(jù)和急停信號(hào)。2、監(jiān)測(cè)遙控選擇開關(guān)和截割選擇開關(guān)。3、實(shí)現(xiàn)液壓電磁閥的順序和優(yōu)先控制。4、監(jiān)控泵、截割、破碎和牽引電

19、機(jī)的電流，同時(shí)為牽引回路提供截割電機(jī)電流反饋。5、用RTD數(shù)據(jù)監(jiān)控泵、截割、破碎和牽引電機(jī)以及牽引變壓器、VFD和BSM溫度，同時(shí)為牽引回路提供截割電機(jī)溫度反饋。6、為泵、截割、破碎和牽引電機(jī)提供過電流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和相不平衡保護(hù)。7、在顯示計(jì)算機(jī)上提供診斷數(shù)據(jù)和煤機(jī)相應(yīng)的系統(tǒng)信息、故障信息等。8、提供數(shù)據(jù)記錄功能，通過數(shù)據(jù)記錄接口和參數(shù)模塊接口，用于煤機(jī)性能的檢查。三、控制回路1、先導(dǎo)控制回路先導(dǎo)電路又叫遠(yuǎn)方控制起動(dòng)電路，它是工作面負(fù)荷控制中心漏電檢測(cè)電路的一部分，先導(dǎo)電路只有一部分在煤機(jī)中。使用時(shí)，必須把采煤機(jī)與順槽負(fù)荷控制中心連接起來，此負(fù)荷中心必須有漏電監(jiān)視和高壓試驗(yàn)?zāi)芰?。先?dǎo)電路通過

20、高壓隔離開關(guān)連接。當(dāng)高壓隔離開關(guān)轉(zhuǎn)到“合閘”位置時(shí)，負(fù)荷控制中心內(nèi)額定值為13V的先導(dǎo)電壓經(jīng)過高壓隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)，到采煤機(jī)上先導(dǎo)起動(dòng)/停止按鈕。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕時(shí)，先導(dǎo)電路的電流流過1.5S延時(shí)斷開打接點(diǎn)和二極管到地。二極管將交流先導(dǎo)電流整流，負(fù)荷控制中心的接地監(jiān)測(cè)電路測(cè)試這個(gè)電流，推動(dòng)負(fù)荷控制中心的電源斷路器合閘，使采煤機(jī)拖曳電纜帶電。在拖曳電纜接通動(dòng)力電源以后，為了降低先導(dǎo)電路的持續(xù)功耗，當(dāng)采煤機(jī)送電以后，在先導(dǎo)電路中串入降耗電阻（30歐），同時(shí)負(fù)荷控制中心一直監(jiān)視電路的漏電情況。如下圖所示：2、ESR急停繼電器控制回路機(jī)器通電后，JNA FACEBOSS控制系統(tǒng)首先要對(duì)左右遙控接收器及

21、遙控器、機(jī)器交流120V控制電壓、牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣水平、牽引/泵575V電源變壓器中性點(diǎn)漏電保護(hù)系統(tǒng)及JNA內(nèi)部通訊狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)通過后，可以通過左右遙控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按鈕啟動(dòng)ESR繼電器及泵電動(dòng)機(jī)。1）、啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)控制中心CCU得到遙控啟動(dòng)信號(hào)后，其內(nèi)部繼電器DCR得電吸合，通過其TB4端子排1號(hào)端子1B線路輸出交流110V控制電源到啟動(dòng)報(bào)警繼電器SER和急停繼電器ESR常開接點(diǎn)上，同時(shí)控制中心CCU給輸入/輸出控制模塊發(fā)出啟動(dòng)指令。2）、輸入/輸出控制模塊RIO在得到控制中心CCU發(fā)出的啟動(dòng)指令后，通過其TB1端子排1E2端子輸出交流110V控制電源，推

22、動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警繼電器SER動(dòng)作，串接在ESR急停繼電器控制回路中的SER常開接點(diǎn)閉合，使ESR急停繼電器得電吸合。3）、ESR急停繼電器動(dòng)作后，其串接在1B/1C線路上的常開接點(diǎn)閉合，經(jīng)1C線路到RIO模塊TB2端子2B2，提供ESR繼電器運(yùn)行返回信號(hào)，并使其自保。3、泵控制回路 ESR繼電器得電動(dòng)作后，串接在電動(dòng)機(jī)智能傳感器MCTS回路中的ESR常開接點(diǎn)閉合，為各智能傳感器提供120V交流控制電源。同時(shí)其另外一對(duì)常開接點(diǎn)閉合，給輸出控制模塊RIO提供ESR繼電器運(yùn)行返回信號(hào)?？刂浦行腃CU監(jiān)測(cè)到ESR繼電器吸合信號(hào)以及所有外部保護(hù)和通訊信號(hào)都正常后，JNA FACE BOSS系統(tǒng)控制中心CCU通

23、過Interbus控制總線控制傳遞泵起動(dòng)指令到輸出控制模塊RIO，模塊RIO再通過控制總線輸出泵起動(dòng)指令到泵電機(jī)智能傳感器DCT，并通過DCT輸出交流110V控制電壓，推動(dòng)泵接觸器CC吸合。如下圖所示：3300V交流動(dòng)力電源經(jīng)泵接觸器到牽引/泵變壓器，變壓器二次側(cè)575V交流動(dòng)力電源通過牽引/泵斷路器CB1到泵電動(dòng)機(jī)，泵電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)行。如下圖所示：4、截割控制回路截割控制回路分左截割電機(jī)控制回路和右截割電機(jī)控制回路，起動(dòng)時(shí)可以通過外部截割選擇開關(guān)CS，選擇單獨(dú)啟動(dòng)左右截割電機(jī)和兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)延時(shí)起動(dòng)。正常生產(chǎn)時(shí)，將截割選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到中間位置，起動(dòng)時(shí)先起左截割電機(jī)，延時(shí)1秒后再起動(dòng)右截割電機(jī)。如下圖

24、所示：控制中心CCU監(jiān)測(cè)到泵起動(dòng)信號(hào)以及所有外部保護(hù)和通訊信號(hào)都正常后，當(dāng)操作人員第二次按下遙控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按鈕時(shí)，遙控器發(fā)出截割起動(dòng)指令時(shí)，JNA FACE BOSS系統(tǒng)控制中心CCU通過Interbus控制總線傳遞截割起動(dòng)指令到輸出控制模塊RIO，模塊RIO再通過控制總線輸出截割起動(dòng)指令到左右截割電機(jī)智能傳感器ACT和BCT，并通過ACT和BCT先后輸出交流110V控制電壓，推動(dòng)左右截割接觸器AC和BC吸合。如下圖所示：截割電機(jī)和牽引電機(jī)的閉鎖關(guān)系：1）、牽引行走時(shí)，如果截割電機(jī)過載跳閘，牽引將停止運(yùn)行。2）、如果在牽引行走過程中，操作人員把截割選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到其

25、它位置，兩個(gè)截割電機(jī)都停止，牽引也停止。3）、左右截割電機(jī)運(yùn)行時(shí)給牽引行走提供電流和溫度反饋，用以調(diào)整煤機(jī)牽引速度。3300V交流動(dòng)力電源經(jīng)高壓隔離開關(guān)IS、左右截割接觸器AC和BC到左右截割電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)行。如下圖所示：5、破碎電機(jī)控制回路控制中心CCU監(jiān)測(cè)到泵起動(dòng)信號(hào)以及所有外部保護(hù)和通訊信號(hào)都正常后，當(dāng)操作人員第三次按下遙控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按鈕時(shí)，遙控器發(fā)出破碎起動(dòng)指令時(shí)，JNA FACE BOSS系統(tǒng)控制中心CCU通過Interbus控制總線傳遞破碎起動(dòng)指令到輸出控制模塊RIO，模塊RIO再通過控制總線輸出破碎起動(dòng)指令到破碎電機(jī)智能傳感器GCT，并通過GC

26、T輸出交流110V控制電壓，推動(dòng)破碎接觸器GC吸合。如下圖所示：3300V交流動(dòng)力電源經(jīng)高壓隔離開關(guān)IS、破碎電機(jī)接觸器GC到破碎電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)行。如下圖所示：6、液壓控制回路 煤機(jī)操作人員通過遙控器上的液壓按鈕，向JNA FaceBoss系統(tǒng)發(fā)出指令，控制煤機(jī)左側(cè)和右側(cè)的液壓功能。 遙控器指令首先經(jīng)本安盤內(nèi)的JNA3裝置進(jìn)行解碼和處理，并通過光電本安隔離柵OC1發(fā)給控制中心CCU，CCU通過CANBus總線把指令發(fā)送到左右液壓控制數(shù)字輸出模塊DIOM1和DIOM2，模塊輸出直流24V控制電壓控制各液壓電磁閥。 左右液壓控制數(shù)字輸出模塊DIOM1和DIOM2直流24V工作電源由電源模塊P

27、S1經(jīng)CB4和CB5斷路器提供，電源正常時(shí)對(duì)應(yīng)的LED綠色指示燈亮。 液壓系統(tǒng)的故障的排查和處理可以參照計(jì)算機(jī)顯示屏幕上的相關(guān)信息。四、牽引控制系統(tǒng)牽引系統(tǒng)由電源整流模塊BSM、兩個(gè)變頻逆變器VFD和兩臺(tái)三相交流感應(yīng)電機(jī)組成，通過JNAFaceBoss系統(tǒng)控制牽引。如下圖所示：1、動(dòng)力回路：交流3300V主電源電壓通過高壓隔離開關(guān)IS、泵接觸器CC、牽引/泵變壓器、牽引/泵斷路器CB1、整流模塊BSM。整流模塊BSM把牽引/泵動(dòng)力變壓器二次側(cè)的575V交流電壓轉(zhuǎn)變成800V直流電壓，供給左右兩個(gè)變頻逆變器VFD，給左右牽引電動(dòng)機(jī)提供響應(yīng)的變頻電源。根據(jù)操作人員的選擇，逆變器的輸出頻率可以在0H

28、z到120Hz間變化，調(diào)整煤機(jī)速度。整流模塊是一個(gè)三相橋式整流器，由三個(gè)SCR可控硅和三個(gè)大功率二極管組成。整流模塊有三個(gè)交流電源輸入端子（U，V和W）及兩個(gè)800V直流電源輸出端子（+和-）。牽引/泵變壓器的575V交流電源接入三個(gè)輸入端子，兩個(gè)直流輸出端子輸出直流800V到逆變器模塊。每個(gè)逆變器模塊有兩個(gè)直流電源輸入端子（+和-）和三個(gè)交流電源輸出端子（U，V和W），整流模塊輸出800V直流電源接在電源輸入端子上，三個(gè)交流電源輸出端子輸出交流電壓到與其相對(duì)應(yīng)的牽引電動(dòng)機(jī)。2、牽引控制系統(tǒng) 操作人員用遙控器控制煤機(jī)的速度、方向和停止，JNA FaceBoss系統(tǒng)處理這些信號(hào)，然后發(fā)出控制信號(hào)

29、到牽引逆變器模塊，控制牽引電機(jī)的頻率和電壓。 牽引速度控制正常情況下通過遙控的輸入指令進(jìn)行控制，同時(shí)也受截割電流反饋、截割電動(dòng)機(jī)溫度反饋及刮板輸送機(jī)AFC反饋的控制，幾個(gè)系統(tǒng)反饋指令可以改變采煤機(jī)的牽引速度。 采煤機(jī)在生產(chǎn)過程當(dāng)中由于受到煤層硬度、牽引速度、機(jī)械、冷卻循環(huán)水以及操作等方面得因素的影響，截割部阻力會(huì)增大，同時(shí)左右截割電機(jī)的負(fù)荷電流也將增大，電機(jī)溫升也會(huì)隨之升高；當(dāng)截割電機(jī)的負(fù)荷電流或溫升上升倒JNA FaceBoss系統(tǒng)程序設(shè)定保護(hù)極限點(diǎn)，電機(jī)電流反饋或溫度反饋起作用，通過程序來調(diào)整牽引驅(qū)動(dòng)逆變單元VFD的頻率輸出，以相應(yīng)的改變煤機(jī)速度。無論采煤機(jī)司機(jī)的設(shè)定速度多少，截割電機(jī)電流

30、反饋或溫度反饋都將把煤機(jī)速度降到安全水平。在安全牽引速度下，如果截割電機(jī)電流或溫升繼續(xù)升高，這時(shí)煤機(jī)將通過程序停止截割電機(jī)和牽引行走并同時(shí)發(fā)出故障停機(jī)警報(bào)。 采煤機(jī)外部配有久益公司的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制中心JOS，JOS通過監(jiān)測(cè)AFC刮板輸送機(jī)電機(jī)電流，檢測(cè)AFC電機(jī)是否過載。當(dāng)AFC電機(jī)的負(fù)荷電流上升倒JNA FaceBoss系統(tǒng)程序設(shè)定保護(hù)極限點(diǎn)，電機(jī)電流反饋起作用，通過程序來調(diào)整牽引驅(qū)動(dòng)逆變單元VFD的頻率輸出，以相應(yīng)的改變煤機(jī)速度。無論采煤機(jī)司機(jī)的設(shè)定速度多少，AFC電機(jī)電流反饋將把煤機(jī)速度降到安全水平。在安全牽引速度下，如果AFC電機(jī)電流繼續(xù)升高，這時(shí)煤機(jī)將通過程序停止截割電機(jī)和牽引行走并同

31、時(shí)發(fā)出故障停機(jī)警報(bào)。 JNA FaceBoss通過牽引變頻VFD逆變裝置檢測(cè)牽引電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流，并通過JNA電流限制、牽引低速電流限制和變頻器電流限制來調(diào)整煤機(jī)牽引速度。 1）、JNA電流限制：控制系統(tǒng)利用左右牽引電機(jī)電流反饋信息，計(jì)算兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流的三相平均值，然后和設(shè)定保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較，如果電機(jī)平均電流超過了保護(hù)設(shè)定值，煤機(jī)將減速，直到電機(jī)電流降到設(shè)定值以下。 2）、低速電流限制：控制系統(tǒng)內(nèi)此保護(hù)設(shè)定值要比JNA電流限制保護(hù)設(shè)定值通常高一些，因?yàn)樵诘退贂r(shí)，牽引電機(jī)需要比較大的起動(dòng)扭矩?？刂葡到y(tǒng)利用左右牽引電機(jī)低速電流反饋信息，計(jì)算兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流的三相平均值，然后和設(shè)定保護(hù)參數(shù)

32、進(jìn)行比較，如果電機(jī)平均電流超過了保護(hù)設(shè)定值，煤機(jī)將減速，直到電機(jī)電流降到設(shè)定值以下。 3）、變頻器電流限制：與JNA電流限制和低速電流限制不同，此保護(hù)功能是通過檢測(cè)每臺(tái)牽引電機(jī)電流對(duì)左右牽引變頻逆變裝置實(shí)施保護(hù)?？刂葡到y(tǒng)利用左右牽引電機(jī)低速電流反饋信息，然后和設(shè)定保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較，如果電機(jī)電流超過了保護(hù)設(shè)定值，煤機(jī)將減速，直到電機(jī)電流降到設(shè)定值以下。 交流120V控制電壓接在整流模塊的插針G和H上，直流輸出電源綠色指示燈LED接在插針A和B上，整流模塊的溫控器連接在插針C和D上。當(dāng)BSM運(yùn)行溫度超過100時(shí)，溫控開關(guān)接點(diǎn)打開，當(dāng)溫度低于85時(shí)溫控開關(guān)接點(diǎn)重新閉合。 每個(gè)逆變器模塊包括一個(gè)微處理

33、器控制的三相絕緣柵雙極晶體管（IGBT）動(dòng)力變流橋。微處理器通過CANBus控制總線與JNA FaceBoss系統(tǒng)CCU進(jìn)行通訊?？刂浦行腃CU把信號(hào)發(fā)送到每個(gè)逆變器的插針K和L上，交流120V控制電壓接在每個(gè)逆變器插針D和E上，給逆變器提供工作電源。當(dāng)逆變器運(yùn)行溫度超過85時(shí)，溫控開關(guān)接點(diǎn)斷開，低于65時(shí)溫控開關(guān)接點(diǎn)重新閉合。 每個(gè)逆變器接收到的傳感器輸入信號(hào)都傳輸?shù)絁NA FaceBoss系統(tǒng)，然后JNA FaceBoss系統(tǒng)根據(jù)這些輸入信號(hào)和其它的輸入信號(hào)來發(fā)出控制指令，控制牽引電機(jī)的速度和頻率。五、本安控制系統(tǒng) 采煤機(jī)本安控制系統(tǒng)主要由交流3300V/110V本安隔離變壓ISCT、光電

34、耦合器OC1/OC2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器JNA3裝置、交流110V/直流12V本安電源IPS1/IPS2、左右遙控接收器、左右遙控器、左右GIO數(shù)字模塊、左右位移傳感器、左右復(fù)位傳感器、油溫油位開關(guān)、水流水壓力開關(guān)、左右截割搖臂RTD等組成。如下圖所示： IPS2本安電源給紅外發(fā)射器SIRSA提供直流12V電源，通過煤機(jī)上的紅外發(fā)射器和液壓支架上的紅外接收器，實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化記憶割煤時(shí)煤機(jī)與支架的聯(lián)動(dòng)。 IPS1本安電源給光電耦合器OC2和左右數(shù)字模塊GIO提供直流12V電源。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器JNA3裝置，作為一個(gè)本安電源基本配置，給左右遙控接收器和遙控器提供本安電源，并通過光電耦合器OC1與控制中心CCU

35、通訊，主要用于無線遙控系統(tǒng)和頁(yè)面轉(zhuǎn)換。 左右數(shù)字模塊GIO主要接收外左右位移傳感器、左右復(fù)位傳感器、油溫油位開關(guān)、水流水壓力開關(guān)、左右截割搖臂RTD等傳感器信號(hào)，并通過光電耦合器OC2與控制中心CCU通訊，對(duì)煤機(jī)實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)。 本安控制盤與JNA FaceBoss系統(tǒng)控制中心CCU通過CANBus控制總線進(jìn)行通訊。六、遙控單元采煤機(jī)司機(jī)可以使用一個(gè)或兩個(gè)遙控器以無線模式或電纜模式（有線模式）來遙控操作煤機(jī)。采煤機(jī)由兩套不同頻率的接收器和遙控器，左側(cè)遙控接收器、遙控器的發(fā)射和接收頻率為458MHz；右側(cè)遙控接收器、遙控器的發(fā)射和接收頻率為472MHz。遙控器以異步串行方式發(fā)送遙控?cái)?shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)

36、行只發(fā)送遙控器一個(gè)按鈕的狀態(tài)。遙控器連續(xù)發(fā)射數(shù)據(jù)，而不是僅在按下按鈕時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。JNA FaceBoss系統(tǒng)在任意時(shí)刻動(dòng)能檢測(cè)到遙控器的狀態(tài)，如果遙控器信號(hào)丟失，將裝成ESR急停繼電器斷電，煤機(jī)停機(jī)。遙控器在使用時(shí)一般有效距離為15m。遙控器選擇開關(guān)有左側(cè)、右側(cè)和中間三個(gè)位置，當(dāng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)到左側(cè)或右側(cè)時(shí)，有交流110V輸入信號(hào)到JNA FaceBoss系統(tǒng)，告知系統(tǒng)操作人員選中了那個(gè)遙控器來操作煤機(jī)。當(dāng)遙控選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到中間位置時(shí)，將沒有信號(hào)輸入到JNA FaceBoss系統(tǒng)，煤機(jī)司機(jī)可以通過左右兩個(gè)遙控器操作煤機(jī)。選擇開關(guān)如下圖所示：第三節(jié) 采煤機(jī)保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的作用是保證采煤機(jī)工作的可靠性

37、。久益7LS系列JNA FaceBoss系統(tǒng)采煤機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾種保護(hù)。一、溫度保護(hù) 在采煤機(jī)各電動(dòng)機(jī)及牽引主變壓器、牽引變頻整流模塊BSM、牽引變頻逆變裝置VFD等部件上分別預(yù)埋有鉑金電阻RTD，用以檢測(cè)各部位運(yùn)行時(shí)的溫度。RTD的阻值隨溫度的變化而變化，在0時(shí)RTD的電阻值為100，128時(shí)RTD的電阻值為150，194時(shí)RTD的電阻值為175。 泵、左右截割、破碎電機(jī)由各控制回路中的智能電流傳感器MCT檢測(cè)電機(jī)的RTD信號(hào)。MCT處理這些溫度信號(hào)數(shù)據(jù)，然后把這些數(shù)據(jù)傳給輸入/輸出控制模塊RIO，再經(jīng)InterBus控制總線傳給控制中心CCU，對(duì)各電動(dòng)機(jī)實(shí)施溫度保護(hù)。 左右截割電

38、機(jī)RTD在對(duì)電機(jī)本身實(shí)施溫度保護(hù)的同時(shí)，還通過控制中心CCU給牽引控制系統(tǒng)提供截割溫度反饋，通過程序來調(diào)整牽引驅(qū)動(dòng)逆變單元VFD的頻率輸出，以相應(yīng)的改變煤機(jī)速度。無論采煤機(jī)司機(jī)的設(shè)定速度多少，截割電機(jī)溫度反饋都將把煤機(jī)速度降到安全水平。在安全牽引速度下，如果截割電機(jī)溫升繼續(xù)升高，這時(shí)煤機(jī)將通過程序停止截割電機(jī)和牽引行走并同時(shí)發(fā)出故障停機(jī)警報(bào)。 左右牽引電機(jī)、變頻整流BSM模塊、左右牽引變頻VFD逆變裝置RTD通過CANBus控制總線傳給控制中心CCU，對(duì)各部位實(shí)施溫度保護(hù)。 牽引主變壓器RTD信號(hào)先經(jīng)溫度保護(hù)單元RU1處理，然后傳給輸入/輸出控制模塊RIO，再經(jīng)InterBus控制總線傳給控制

39、中心CCU，對(duì)牽引變壓器實(shí)施溫度保護(hù)。 電控箱溫度保護(hù)由安裝在電控箱左右兩側(cè)的溫控開關(guān)CTA、CTB來實(shí)施的，開關(guān)接點(diǎn)信號(hào)回到輸入/輸出控制模塊RIO后，經(jīng)InterBus控制總線傳給控制中心CCU，對(duì)電控箱實(shí)施溫度保護(hù)。二、智能電流傳感器 泵、左右截割、破碎電機(jī)回路中裝有4個(gè)智能電流傳感器MCT，每一個(gè)智能傳感器都是一個(gè)小型的單片機(jī)控制系統(tǒng)，具有獨(dú)立的控制、保護(hù)功能，同時(shí)用以檢測(cè)各電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷電流。MCT處理這些電流信號(hào)傳給輸入/輸出控制模塊RIO，并通過InterBus控制總線傳給控制中心CCU，JNA FaceBoss系統(tǒng)利用這些信號(hào)對(duì)各電動(dòng)機(jī)實(shí)施過流、堵轉(zhuǎn)或相不平衡保護(hù)。三、漏電保護(hù)采

40、煤機(jī)的漏電保護(hù)系統(tǒng)分為兩類：無載保護(hù)電路和帶載保護(hù)電路。左右截割電機(jī)、破碎電機(jī)和牽引電機(jī)直流電源側(cè)的無載漏電檢測(cè)回路主要由以下元件組成：110V/15V漏電變壓器CT1、漏電檢測(cè)單元（EL1、El2、EL3、EL4）、數(shù)字模塊DIOM3、檢漏繼電器（IEL1、IEL2、IEL3、IEL4）、三相電抗器、4.7K檢漏電阻等組成。左右截割電機(jī)和破碎電機(jī)使用的是SP501型漏電檢測(cè)單元，牽引電機(jī)直流電源側(cè)使用的是SP503型漏電檢測(cè)單元。煤機(jī)無載漏電保護(hù)采用的是漏電閉鎖保護(hù)的方式，在煤機(jī)通電后各電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行前對(duì)電機(jī)和電纜絕緣進(jìn)行檢測(cè)，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間該保護(hù)退出運(yùn)行。保護(hù)原理如下圖所示：采煤機(jī)帶載漏

41、電保護(hù)是指牽引主變壓器中性點(diǎn)漏電保護(hù)，漏電故障繼電器GFR保護(hù)牽引變壓器二次側(cè)及其分支回路。GFR給泵電動(dòng)機(jī)、牽引電機(jī)回路和牽引變壓器二次測(cè)提供帶載漏電保護(hù)。 此回路由故障檢測(cè)繼電器GFR、繼電器GFRR、整流橋BR2、漏電檢測(cè)電阻等組成。在泵起動(dòng)過程當(dāng)中，數(shù)字模塊DIOM3延時(shí)輸出直流24V電源推動(dòng)GFRR繼電器得電動(dòng)作。當(dāng)GFRR得電后，GFRR得兩個(gè)常開接點(diǎn)閉合，接入帶載漏電檢測(cè)系統(tǒng)的漏電故障繼電器GFR。如果系統(tǒng)正常，中性點(diǎn)X0的電流矢量和為零，即X0相對(duì)于地之間無電位差，因此沒有零序電壓通過整流橋BR2，GFR內(nèi)部給輸入/輸出控制模塊RIO返回信號(hào)接點(diǎn)閉合。如果系統(tǒng)漏電故障，中性點(diǎn)X0的電流相位出現(xiàn)不平衡，造成X0相對(duì)于地之