第三部分掘進機電控

第四部分掘進機電控EBH120型掘進機電控

EBH120型掘進機電控設備包括KXB-205/1140(660)E礦用隔爆型掘進機用電氣控制箱和CXB-36E礦用隔爆型掘進機用主令操作箱在交流1140V/660V，50Hz供電系統(tǒng)中對EBH120型半煤巖巷道掘進機各電動機及后配套轉載機電滾筒進行起動﹑停止﹑正反轉控制,并對各電動機和控制回路進行必要的保護。一、電控箱結構電控箱有兩大腔,左側是主腔,右側是接線腔，箱體的右側面共有大小16個接線喇叭嘴，最大的喇叭嘴是電源進線嘴，八個較大的喇叭嘴是電動機電源輸出嘴，七個小喇叭嘴分別是照明燈、警鈴、行走制動器及控制線出線嘴。主腔門為快開門式，腔門由安裝于箱體上下兩端的懸臂支撐。門與箱體之間用14個扣釘緊扣以實現隔爆結合，調節(jié)扣釘可以改變隔爆結合面的間隙（隔爆面由生產廠家在設備出廠前調整好，用戶不能自行調整），門與箱體之間有可靠的機械聯鎖。 只有按下箱體右上方可自鎖的緊急停止按鈕，才能分合隔離開關，以保證隔離開關不帶負荷操作。隔離開關處于分斷位置時才能擰緊閉鎖螺桿，打開腔門，以保證腔門打開時，腔內所有元器件（但不包括隔離開關的電源側）不帶電，同時，閉鎖螺桿擰出后，由于聯鎖，使隔離開關不能閉合。二、電控設備的主要參數額定電壓：主回路1140V/660V；控制回路220V、36V、24V；額定工作電流：（1140V/660V）:132.6A/228A；額定工作頻率:50HZ；三、各電動機基本參數名稱

型號額定電流A額定功率Kw額定轉速r/Min功率因數cosΦ效率η%起動倍數切割電動機M1YBUS-120132/7612014650.87907油泵電動機M2YBUT-1113/7.41114560.8586.87轉載電動機M3YBUT-7.59.8/5.47.514560.8586.87刮板電動機M4、5YBUT-1113/7.41114560.8586.87行走電動機M6、7YBUT-1517/9.81514670.85907內噴霧電動機M8YBUT-1113/7.41114560.8586.87四、可編程控制器組件性能掘進機電控箱可編程控制器組件由PLC和繼電器板JDB兩部分組成，對電控裝置過載、過熱、漏電閉鎖保護和低壓漏電監(jiān)測等輸出信號進行綜合處理,并對EBH120掘進機的切割電動機、油泵電機、轉載電動機、左右刮板電動機、左右行走電動機進行控制。PLC簡介PLC由兩部分組成:即由主機CPU222模塊和數字量擴展模塊EM223組成。主機CPU222模塊:該模塊由電源、CPU、編程口及程序存貯器、輸入和輸出組成。該PLC的工作電源為開關型穩(wěn)壓電源,其輸入電壓為交流220v，電壓波動范圍寬115v～240v,抗干擾性強。另設有直流24v輸出端（L+，地），（注：任何外電源不得接于24v端）。該主機左側設有三個指示燈ST（CPU）、RUN（運行）和STOP（停止），正常情況RUN指示燈亮，若STOP指示燈亮說明PLC已停止工作，若ST指示燈亮或閃爍說明CPU有問題。1L（0.0,0.1,0.2）和2L(0.3,0.4,0.5)為輸出端子,蓋板上有相應的狀態(tài)指示燈。1M（0.0～0.3）和2M(0.4～0.7)為輸入端子,蓋板上也有相應的狀態(tài)指示燈。擴展模塊EM223:該模塊輸入為16點,1M(0.0～0.7)和2M(0.0～0.7),1M和2M為其公共點(與M相連)。輸出為16點,1L(0.0～0.3)、2L（0.4～0.7）、3L（0.0～0.3）和4L(0.4～0.7),1L～4L為每組輸出的公共點。輸出輸入蓋板上都有相應的狀態(tài)指示燈。繼電器板(JDB)性能該繼電器板是配合PLC使用的,作為中間放大環(huán)節(jié),其中BJ1～BJ9用于控制各個交流接觸器,BJ12～BJ15用于220V，36V漏電監(jiān)測，BJ11只用于控制行走電機制動閘。該繼電器板供電電源為交流24v，經整流濾波穩(wěn)壓后得24v直流電以供各小型直流繼電器之用。PLC輸出端口CPU-0.0～CPU-0.4共5點,對應控制KA1～KA5,用于主回路漏電閉鎖檢測信號的延時投入。CPU-0.5控制KA6,用于切割電動機起動預警.五、保護裝置1、阻容過電壓吸收保護由于切割電機采用高壽命、高速分斷的真空交流接觸器，因而容易產生操作過電壓，為了避免過電壓對電動機繞組及電纜線的絕緣破壞，采用了阻容過電壓吸收裝置FV。2、熔斷器保護各級供電回路（包括各主回路及各級控制回路）均設置熔斷器保護，FU1～FU4為低壓高分斷能力熔斷器，它們分別承擔各主回路的過流保護，FU5～FU11為普通螺旋式熔斷器，承擔各級控制回路的過流保護。

3、電子保護

電子綜合保護器MFS：該電子綜合保護器配合電流取樣單元TA1～TA8能實現對主切割電動機及其它電動機和供電線路的過載、過熱、短路、斷相以及漏電閉鎖等綜合保護,它配合故障顯示元件能給出各種故障顯示信號。

該電子綜合保護器的功能簡介如下：（1）漏電閉鎖保護漏電閉鎖保護在電動機起動前對電動機繞組及部分供電線路進行絕緣檢測,保護器端口“A8”為絕緣檢測端口，當被檢測部分的絕緣電阻值大于規(guī)定值時，保護器內部電路使繼電器保持吸合狀態(tài)，MFS的輸出常開接點閉合，不影響電動機正常起動。如果絕緣電阻值小于規(guī)定值，保護器內部執(zhí)行繼電器失電，MFS的輸出節(jié)點斷開，電動機不能起動，實現了漏電閉鎖保護。同時故障顯示單元給出漏電故障指示，當絕緣電阻恢復到一定值時，漏電閉鎖電路自動解鎖。

電壓動作值恢復值復位方式檢測電流延時投入時間1140v40kΩ＋20％1.5倍動作值自動I＜5mAT≥3S660v22kΩ＋20％1.5倍動作值自動I＜5mAT≥3S

為了防止主電路的操作過電壓串入電子保護器MFS，利用PLC強大的邏輯控制能力，在起動信號接通后，先使繼電器KA通電，使漏電檢測線瞬時斷開，延時0.1S～0.2S后，再接通主交流接觸器，從而避開千伏級電壓對MFS的沖擊。停機時，通過PLC的控制使串接于漏電檢測回路的KA節(jié)點延時3S～5S后閉合，從而避免主電路操作過電壓對MFS的沖擊，保證MFS的正常保護工作。（2）電動機過熱保護過熱保護利用電動機繞組里預埋的正溫度系數開關熱敏（MZ61-135℃）作為傳感元件,當工作電動機繞組溫度升至130℃-135℃時,熱敏電阻阻值劇增,保護器檢測端“A3”獲得較高的電壓信號,通過電子電路翻轉動作使保護輸出節(jié)點斷開,導致交流接觸器跳閘,實現電動機的過熱保護,同時故障顯示單元給出相應的故障指示,此故障狀態(tài)下的跳閘為第一動作.另外,該保護器還具有自診斷功能,如果熱敏電阻的檢測回路出現短路故障時,保護器同樣動作,導致接觸器跳閘,此故障狀態(tài)的跳閘稱為第二動作。第一動作值第一恢復值第二動作值第二恢復值恢復方式14kΩ±20％7kΩ±20％150Ω±20％300Ω±20％自動（3）電動機過載保護電流取樣單元TA通過其端口“1、2、3”（1140V）把各電動機的負荷信號輸入到保護器MFS的端口“A5、B4、A2”實現過載保護。當電動機工作電流增大電流取樣單元TA輸出端口輸出信號增大，當電動機工作電流達到額定值的1.3倍以上時，保護器通過內部的運放隔離及單片機處理，比較放大等環(huán)節(jié)，使執(zhí)行電路動作，導致接觸器KM跳閘，實現對電動機過載保護。同時故障顯示單元給出相應的故障指示。保護器動作后，經過一段時間，保護器可以自動恢復（短時強負載消失后自動恢復）。實際電流/整定電流動作時間起始狀態(tài)恢復時間恢復方式

1.05〉2h///1.2＜20min熱態(tài)//1.51min＜t＜3min熱態(tài)15s＜tr＜60s自動

68s＜t＜16s冷態(tài)15s＜tr＜60s自動（4）短路(過流)保護保護器MFS配合電流取樣單元TA能實現短路保護，當電動機供電回路出現9倍或9倍以上額定值的短路電流時，TA的“1、2、3”端口給出短路信號，輸入到保護器“A5、B4、A2”端口，通過保護器內部的“運放隔離，單片機處理，比較放大”等環(huán)節(jié)使執(zhí)行電路動作，導致接觸器跳閘，實現短路過載保護，同時故障顯示單元給出相應的故障指示。該保護動作具有自鎖特性，故障消失后，必須斷電才能復位，同時故障消失。實際電流/整

定電流動作時間起始狀態(tài)復位方式8～10200ms＜ts＜400ms冷態(tài)斷電恢復（5）斷相(不平衡)保護當電動機出現斷相或嚴重不平衡運行狀態(tài)時,電流取樣單元TA的斷相信號輸入到保護器“A5、B4、A2”端口,通過保護器內部的“運放隔離，單片機處理，比較放大”等環(huán)節(jié)使執(zhí)行電路動作，導致接觸器跳閘，實現斷相或不平衡保護，同時故障顯示單元給出相應的故障指示。斷相保護動作具有自鎖特性，故障消失后，必須斷電才能恢復，同時故障消失。實際電流/整定電流動作時間起始狀態(tài)恢復方式任意二相

第三相1.0

0.9∝

／／1.15

0

tp＜20min熱

態(tài)斷電恢復絕緣監(jiān)測保護器FL該保護器對電路控制系統(tǒng)中36V與220V控制回路（包括掘進機照明回路和行走電動機電磁制動回路）進行絕緣監(jiān)測，其外圍接口電路圖見圖4。其中36V監(jiān)測單元與220V監(jiān)測單元的工作原理相同，當被監(jiān)測電路出現一定的漏電現象時，FL內執(zhí)行繼電器動作，其輸出節(jié)點打開，使PLC的輸出繼電器動作，從而使BJ12～BJ15斷電打開，切斷供電電源，完成了絕緣監(jiān)測保護。同時故障顯示單元給出相應的故障指示。電壓等級動作值恢復值恢復方式36V2kΩ+20％

1.5倍動作值自動

220V5kΩ+20％

1.5倍動作值自動六、工作原理及使用操作電氣系統(tǒng)工作原理詳見電氣原理圖部分。該系統(tǒng)采用兩級控制，即由安裝在操作箱里的控制開關控制電控箱中門板上的PLC，再由PLC結合繼電器板（JDB）控制交流接觸器，保護元件如電子綜合保護器（MFS），低壓漏電監(jiān)測保護器（FL）等輸出接點，串接于PLC的輸入回路中，對各電機進行控制和保護，以保護掘進機作業(yè)安全進行。1、開機準備

在開機前應該解鎖(拉出)電控箱（SB1）和操作箱（SB2）上的急停按鈕,閉合隔離開關,并把操作箱上的“電源”開關（SA8）旋至“通”位,變壓器TC1、TC2帶電,操作箱觀察窗口有電源顯示，同時控制箱觀察窗內的電壓表給出電壓指示,如果照明回路和控制的絕緣程度不低于規(guī)定值，掘進機的兩個照明燈發(fā)亮，各電子保護器進入工作狀態(tài)或預備工作狀態(tài)，為開機作好準備。2、油泵電動機起動必須首先起動油泵電動機使油路工作,方可起動其它電動機,若油泵電機的其它保護指標均在正常范圍內,便可旋轉開關SA2至“起動”位置，接通PLC的輸入信號，通過PLC內部邏輯控制，接觸器KM2得電吸合，油泵電動機M2起動，同時，其它電動機待起動，停機時，可旋轉SA2至“停止”位置，同時其它工作電動機也停止工作。3、轉載電動機起動油泵電動機起動后，旋轉開關SA3至“起動”位置，可起動后配套轉載運輸機，按鈕SB3為吊掛式轉載運輸機的遠停按鈕，以滿足巷道掘進機作業(yè)的需要，停機時，可旋轉SA3至“停止”位置。4、刮板電動機的起動只有當轉載電動機起動后，方能用開關SA4起動刮板電動機，以避免轉載電動機帶負荷起動，用開關SA5可以反相啟動刮板電動機，這是掘進機作業(yè)的需要，這種工作狀態(tài)下的控制回路沒有自維持特點，交流接觸器KM4和KM5選用機械聯鎖可逆接觸器，本身自帶機械聯鎖，并在電路中設有電氣聯鎖。5、行走電動機起動用控制開關SA6和SA7控制掘進機的前進、后退、左轉、右轉,電動機M6和M7正反轉的不同組合,實現了以上四種運行狀態(tài).兩個電動機中各設置一電磁制動閘(1YB和2YB)、制動閘與微動開關(SK1.SK2)聯動,制動閘具有通電釋閘、斷電抱閘的特性，在各級線路絕緣度正常時，旋轉開關SA6和SA7，接通PLC輸入信號通過PLC內部邏輯控制，制動閘1YB和2YB通電釋閘，使SK1和SK2閉合，接通PLC內部邏輯控制，接通相應的接觸器（KM6～KM9）實現掘進機的行走。接觸器KM6（KM7），KM8（KM9）選用機械聯鎖可逆接觸器，本身自帶機械聯鎖，并在電路中設有電氣聯鎖。6、主切割電動機起動為了巷道作業(yè)安全,起動主切割電動機M1前必須報警8S，雙手同時操作開關SA0和SA1，接通PLC的輸入端，通過PLC內部 計數器，使蜂鳴器通電發(fā)出報警信號，延時至8S，HA斷電結束報警，接觸器KM1得電吸合，主切割電機M1起動，在上述過程中，松開任意一手把，都會使起動過程中斷，再要起動切割頭，須從頭開始操作，停機時，可旋轉任一開關至“停止”位置。7、故障及工作顯示（1）故障及工作顯示電控箱內的故障顯示板和操作箱的觀察窗內均有“電源”顯示。當行走電動機處于制動狀態(tài)時，故障顯示板上有紅色亮光顯示。（2）故障顯示裝于電控箱觀察窗內的故障顯示單元GX由譯碼器、中文液晶顯示屏、集成電路等電子元件組成的電路板，該顯示單元通過電動機綜合保護器、絕緣監(jiān)視保護器傳輸來的信號并經過處理后以中文漢顯的形式告訴用戶各臺電動機出現的各種故障，以及各控制回路出現的漏電故障等。（3）電壓指示JDZ-1型電壓互感器（TV）與觀察窗口電壓表（PV）配合給出掘進機主供電回路的電壓指示。

七、安裝及調試1、安裝

當掘進機主機架已安裝好以后，把操作箱安裝在掘進機的指定位置，并且扭緊連接螺栓，并按照系統(tǒng)原理圖接好電纜。為使電氣控制箱可靠地工作，必須使電氣控制箱架設在掘進機的減振器上，并且扭緊聯接螺栓及聯接銷。按照原理圖接好去各電機、主令箱、照明燈、警鈴、制動閘及電源的電纜。