煤礦采掘機械新型載波控制的實踐應用

1、煤礦采掘機械新型載波控制的實踐應用 褚海峰1 劉剛2孫立剛3（1新泰市煤炭工業(yè)管理局,山東 新泰 271200 2山東良莊礦業(yè)有限公司,山東 新泰 271219 3山東良莊礦業(yè)有限公司,山東 新泰 271219）摘要：通過多年實踐與應用，新型載波控制可以實現(xiàn)采煤機、掘進機的無控制線遠距離控制，實現(xiàn)膠帶運輸機、刮板運輸機的遠距離順煤流啟動逆煤流停機的遠距離控制，同時安裝、免維護、穩(wěn)定性能高，值得在煤礦采掘機械控制中應用。關鍵詞：煤礦 采掘機械 新型載波控制 實踐應用Abstract: Through years of practice and application, the new carri

2、er control can realize the coal mining machine, boring machine without control line to realize remote control, belt conveyor, scraper conveyor of coal seam starting distance inverse coal flow down the remote control, at the same time installation, maintenance free, high stability, worth in coal mini

3、ng machinery and its control.Keywords: Coal mine Mining machinery New carrier control Practical application一、概述采掘機械（指采煤機、掘進機、膠帶輸送機、刮板輸送機等）是煤礦井下生產設備的重要組成部分，其控制系統(tǒng)一般都采用單獨控制電纜或利用高壓負荷電纜里面的多芯線纜來實現(xiàn)運行控制?？刂齐娎|機械強度相對低，導致采掘機械故障頻繁；多芯線纜增大使控制芯線處理難度大，這種控制方法消耗電纜多，事故率也極高，同時隨著工作電壓升達33kV，電纜工作芯線向控制芯線傷害性漏電機會增多，使操作人員的生命安全

4、和設備安全威脅增大。而傳統(tǒng)載波產品在可靠性及維護便捷性等方面都不盡人意，很難達到工業(yè)級地推廣應用。為了克服以上技術不足，采用新型載波控制來實現(xiàn)采掘機械運行控制，其特點為：體積小、耐壓高、易安裝、免啟動電池、免維護、高穩(wěn)定性能和極低故障率。經過近幾年在國內外礦井工作面的采煤機及運輸機械上實用，深受煤礦的好評。 二、采掘機械新型載波控制工作原理 掘進機、膠帶輸送機、刮板輸送機等與采煤機控制大同小異，按控制環(huán)境惡劣程度及控制距離比較，采煤機控制最為典型，現(xiàn)以采煤機控制為例介紹?？刂葡到y(tǒng)主要有兩部分組成：發(fā)信控制機（安裝在采煤機內）、收信控制機（安裝在開關內），使用時一般為配對使用。（圖一） 正確安裝

5、模塊后，給采煤機開關送電，開關內36V電源為收機模塊供電，收機模塊開始工作并向動力電纜發(fā)送各項控制載波信號，發(fā)機收到載波后根據采煤機控制按鈕狀態(tài)決定哪項控制頻點能通過頻點濾波器，通過頻點濾波器的頻率，在收機有相應信號輸出，驅動相應繼電器動作從而實現(xiàn)載波控制。（圖二） 具體為：工作開始首先在開關內接通總電源，開關箱內控制變壓器輸出36Vac電源至收信控制機，收信控制機通過工頻檢測單元檢測載頻線纜上是否有工頻高壓電源存在？如有(130Vac)則不發(fā)送中頻電源至發(fā)信控制機，發(fā)信控制機自動從載頻高壓線纜上獲取工頻隔離電源，當載頻高壓線纜上的電壓130Vac的情況下收信控制機立即發(fā)送中頻電源至載頻線纜上

6、以保證發(fā)信控制機正常獲取中頻隔離電源。發(fā)信控制機為無源結構，即不需要任何外接電源，通過內部工頻隔離穩(wěn)壓器及中頻隔離儲能器隨時監(jiān)控載頻高壓線纜上的電力情況，不管是中頻電源還是工頻高壓電源，通過內部電路自動選擇其中一種電源作為本控制機供電電源，有了供電電源后發(fā)送控制機即時監(jiān)控按鍵狀態(tài)接口信息（J、L、X）和語音接口信息，這些信號電平經過各自的信號編碼及高頻調制處理，最后由驅動電路耦合至載頻高壓線纜上，收信控制機內部信號解調解碼單元電路也即時監(jiān)控載頻高壓線纜上的調制載頻信號，只要監(jiān)測到有J、L、X指令碼信號，就立即驅動相關的繼電器動作，從而實現(xiàn)了采煤機開停運停打點信號。發(fā)信控制機和收信控制機都設有L

7、ED指示器面板指示當前工作狀態(tài)，運行狀態(tài)一目了然。通過以上工作原理載頻控制機有效地實現(xiàn)了不用啟動備用電池、不用另加多芯線纜就能實現(xiàn)采煤機的開停，更重要的是如果高壓動力線纜上出現(xiàn)短路及斷路等線路故障時，由于發(fā)信控制機接收不到中頻或工頻隔離電源，也就無法有效地發(fā)送啟動J編碼信號，從而保證線路故障排除前動力線纜上無高壓，這在礦區(qū)用電安全隱患方面具有深遠意義。收信控制機及發(fā)信控制機在高壓側接線端都設有短路保護，高壓端與低壓信號端也設有絕緣隔離措施，控制機底部設有強磁結構，接線端為快速接插件，安裝和維護更換極為方便，使用本控制機可大大降低了采煤機的故障率，從而提高了煤炭產量。 三、采掘機械新型載波控制安

8、裝接線方式 國內與國外煤炭系統(tǒng)使用的采掘機械型號和防爆開關的型號多種多樣，雖然型號繁多但是它們的接線與安裝方式大致相同，具體安裝方式應滿足如下條件：（圖三） 1、發(fā)信控制機應裝在采掘機械電控腔，如某些采掘機械電控腔沒有負荷線接線端子，也可裝在接線腔，只要高低壓接線方便就可以了。 2、收信控制機可裝在開關接線腔，方便高低壓連接，有一部分防爆開關接線腔沒有 36Vac 電源，必須從主控制室變壓器36Vac端采用空閑端子引到接線腔按標準使用，接線時也可以串接1A保險管至36Vac電源回路以保護36Vac電源不被負載短路而燒毀。 3、發(fā)信控制機和收信控制機安裝位置和方向無要求，高低壓插頭線連接好后接線

9、盡量的分開，雖然連接線耐壓高但是也要滿足放電和爬電距離的安全要求，收信和發(fā)信控制機的高壓接線一定要找相序一對一的接線（一般用負荷線的顏色來區(qū)分）。如果接線不正確兩控制機將無法工作。原則上發(fā)信控制機高壓兩端應接隔離開關電源側，以免開關關閉后影響信號傳輸。 4、收發(fā)信控制機底座設有強磁把它吸在隔爆內腔鐵板上，最好發(fā)信控制機一側緊靠隔爆內腔鐵板上防止采掘機械的振動而偏移。 5、如果環(huán)境允許的話首先測量采掘機械控制按鈕各點有無外來感應電壓，避免竄入外電壓損壞控制機，安裝發(fā)信控制機后控制按扭上所有原來的控制芯線盡量不要拆除，以免影響采煤機的自保功能，如果要拆除按鈕控制線也可以使用發(fā)信控制機內部自鎖功能。

10、 6、大功率采掘機械多采用雙電纜供電，收發(fā)控制機應安裝在先開停的電纜兩端。使用開關直流操作回路的，遠方二極管要在采掘機械內短接，同時在收信控制機的J繼電器出口回路串用二極管。 四、采掘機械新型載波控制維護使用注意事項： 1、新型載波控制機在入井使用和更換前，可在地面或安全環(huán)境下進行功能檢查試驗。因出廠前各項功能都以檢測完好所以用戶只需粗略檢驗，方法如下：收發(fā)兩控制機高壓端直接對接連通，收信控制機電源端接交流 36Vac后，收信與發(fā)信控制機上的電源綠燈均亮起，在發(fā)信控制機上 J 、 L 、 X 分別碰端，發(fā)信控制機上發(fā)碼指示燈開始閃爍，同時收信控制機上對應指示燈也逐個亮起，在+和B短接的情況下J

11、碰+ 后對應的指示燈亮起，J松開后對應的指示燈應保持亮否則不自鎖。 2、新型載波控制機內各指示燈為廠家檢驗調試用，在使用中非安全環(huán)境下不得外露觀察，其指示燈損壞不影響正常使用。 3、控制機為全封閉型模塊型產品，無需維護，嚴格注意接插線規(guī)范以防止高低壓接線接錯，相線要一對一地接否則采機不能正常工作，高壓負荷動力線長度在1000米以內信號傳輸為最佳狀態(tài)，線纜過長或過細都會使線路阻抗增大從而造成控制機有時會失靈。 4、電控箱安裝新型載波控制機時要選擇合適的位置，抗震性要好，控制線最好在接線端子上用螺絲擰緊不要有松動現(xiàn)象，建議閉控刮板輸送機用常閉觸點方式。信號打點接36Vac電源不能用其它電源否則損壞

12、新型載波控制機，要先打信號后再開刮板輸送機和采煤機，運行中的刮板輸送機和采煤機會因打信號而停止運轉。 5、 在上平巷供電工作面采煤機和刮板輸送機共使用一臺變壓器時（或一個工作面兩臺采機），控制機要分別使用兩種型號的載頻控制機（如：125KHz 和 170KHz），否則會相互干擾停不了機器很不安全。如果采煤機、溜子各用一臺變壓器獨立供電，二次側不并聯(lián)，兩者才可用同頻率載波模塊，采煤機、溜子如果用同一臺變壓器供電，采煤機、溜子必須用兩種不同頻率的載波模塊，例如125KHz和170KHz才能互不影響，用不同相不能避免互相干擾。 6、使用開關直流操作回路的，遠方二極管要在采煤機械內短接，同時在收信控制機的繼電器出口回路串用二極管。 7、使用中發(fā)現(xiàn)控制按鈕過于敏感，即稍微觸動或震動引起動作，則應抽出一根閑置不用的插線（帶線）插入“0”位，然后用2-5K電阻靠線根處并接在J和O之間，包扎好，降低對地阻抗，J端就不敏感了。 五、結論 經過近幾年在煤礦采煤機及運輸機械上實踐應用，采用新型載波控制在不改動動力電纜的情況下可以實現(xiàn)采煤機、掘進機的無控制線遠距離控制，通過增加控制機數(shù)量預設時間延時也可以實現(xiàn)膠帶運輸機、刮板運輸機的遠距離順煤流啟動逆煤流停機的遠距離控制，相應閉鎖、自鎖、信號功能齊全，同時新型載波控制體積小、耐壓高、易安裝、免啟動電池、免維護、高穩(wěn)定