第三部分掘進(jìn)機(jī)電控

第四部分掘進(jìn)機(jī)電控EBH120型掘進(jìn)機(jī)電控

EBH120型掘進(jìn)機(jī)電控設(shè)備包括KXB-205/1140(660)E礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)用電氣控制箱和CXB-36E礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)用主令操作箱在交流1140V/660V，50Hz供電系統(tǒng)中對(duì)EBH120型半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)各電動(dòng)機(jī)及后配套轉(zhuǎn)載機(jī)電滾筒進(jìn)行起動(dòng)﹑停止﹑正反轉(zhuǎn)控制,并對(duì)各電動(dòng)機(jī)和控制回路進(jìn)行必要的保護(hù)。一、電控箱結(jié)構(gòu)電控箱有兩大腔,左側(cè)是主腔,右側(cè)是接線腔，箱體的右側(cè)面共有大小16個(gè)接線喇叭嘴，最大的喇叭嘴是電源進(jìn)線嘴，八個(gè)較大的喇叭嘴是電動(dòng)機(jī)電源輸出嘴，七個(gè)小喇叭嘴分別是照明燈、警鈴、行走制動(dòng)器及控制線出線嘴。主腔門(mén)為快開(kāi)門(mén)式，腔門(mén)由安裝于箱體上下兩端的懸臂支撐。門(mén)與箱體之間用14個(gè)扣釘緊扣以實(shí)現(xiàn)隔爆結(jié)合，調(diào)節(jié)扣釘可以改變隔爆結(jié)合面的間隙（隔爆面由生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠前調(diào)整好，用戶(hù)不能自行調(diào)整），門(mén)與箱體之間有可靠的機(jī)械聯(lián)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(kāi)關(guān)，以保證隔離開(kāi)關(guān)不帶負(fù)荷操作。隔離開(kāi)關(guān)處于分?jǐn)辔恢脮r(shí)才能擰緊閉鎖螺桿，打開(kāi)腔門(mén)，以保證腔門(mén)打開(kāi)時(shí)，腔內(nèi)所有元器件（但不包括隔離開(kāi)關(guān)的電源側(cè)）不帶電，同時(shí)，閉鎖螺桿擰出后，由于聯(lián)鎖，使隔離開(kāi)關(guān)不能閉合。二、電控設(shè)備的主要參數(shù)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(dòng)機(jī)基本參數(shù)名稱(chēng)

型號(hào)額定電流A額定功率Kw額定轉(zhuǎn)速r/Min功率因數(shù)cosΦ效率η%起動(dòng)倍數(shù)切割電動(dòng)機(jī)M1YBUS-120132/7612014650.87907油泵電動(dòng)機(jī)M2YBUT-1113/7.41114560.8586.87轉(zhuǎn)載電動(dòng)機(jī)M3YBUT-7.59.8/5.47.514560.8586.87刮板電動(dòng)機(jī)M4、5YBUT-1113/7.41114560.8586.87行走電動(dòng)機(jī)M6、7YBUT-1517/9.81514670.85907內(nèi)噴霧電動(dòng)機(jī)M8YBUT-1113/7.41114560.8586.87四、可編程控制器組件性能掘進(jìn)機(jī)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(duì)電控裝置過(guò)載、過(guò)熱、漏電閉鎖保護(hù)和低壓漏電監(jiān)測(cè)等輸出信號(hào)進(jìn)行綜合處理,并對(duì)EBH120掘進(jìn)機(jī)的切割電動(dòng)機(jī)、油泵電機(jī)、轉(zhuǎn)載電動(dòng)機(jī)、左右刮板電動(dòng)機(jī)、左右行走電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。PLC簡(jiǎn)介PLC由兩部分組成:即由主機(jī)CPU222模塊和數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223組成。主機(jī)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P(yáng)LC的工作電源為開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源,其輸入電壓為交流220v，電壓波動(dòng)范圍寬115v～240v,抗干擾性強(qiáng)。另設(shè)有直流24v輸出端（L+，地），（注：任何外電源不得接于24v端）。該主機(jī)左側(cè)設(shè)有三個(gè)指示燈ST（CPU）、RUN（運(yùn)行）和STOP（停止），正常情況RUN指示燈亮，若STOP指示燈亮說(shuō)明PLC已停止工作，若ST指示燈亮或閃爍說(shuō)明CPU有問(wèn)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(yīng)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(yīng)的狀態(tài)指示燈。擴(kuò)展模塊EM223:該模塊輸入為16點(diǎn),1M(0.0～0.7)和2M(0.0～0.7),1M和2M為其公共點(diǎn)(與M相連)。輸出為16點(diǎn),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(diǎn)。輸出輸入蓋板上都有相應(yīng)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(gè)交流接觸器,BJ12～BJ15用于220V，36V漏電監(jiān)測(cè)，BJ11只用于控制行走電機(jī)制動(dòng)閘。該繼電器板供電電源為交流24v，經(jīng)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(diǎn),對(duì)應(yīng)控制KA1～KA5,用于主回路漏電閉鎖檢測(cè)信號(hào)的延時(shí)投入。CPU-0.5控制KA6,用于切割電動(dòng)機(jī)起動(dòng)預(yù)警.五、保護(hù)裝置1、阻容過(guò)電壓吸收保護(hù)由于切割電機(jī)采用高壽命、高速分?jǐn)嗟恼婵战涣鹘佑|器，因而容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓，為了避免過(guò)電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組及電纜線的絕緣破壞，采用了阻容過(guò)電壓吸收裝置FV。2、熔斷器保護(hù)各級(jí)供電回路（包括各主回路及各級(jí)控制回路）均設(shè)置熔斷器保護(hù)，F(xiàn)U1～FU4為低壓高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鳎鼈兎謩e承擔(dān)各主回路的過(guò)流保護(hù)，F(xiàn)U5～FU11為普通螺旋式熔斷器，承擔(dān)各級(jí)控制回路的過(guò)流保護(hù)。

3、電子保護(hù)

電子綜合保護(hù)器MFS：該電子綜合保護(hù)器配合電流取樣單元TA1～TA8能實(shí)現(xiàn)對(duì)主切割電動(dòng)機(jī)及其它電動(dòng)機(jī)和供電線路的過(guò)載、過(guò)熱、短路、斷相以及漏電閉鎖等綜合保護(hù),它配合故障顯示元件能給出各種故障顯示信號(hào)。

該電子綜合保護(hù)器的功能簡(jiǎn)介如下：（1）漏電閉鎖保護(hù)漏電閉鎖保護(hù)在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組及部分供電線路進(jìn)行絕緣檢測(cè),保護(hù)器端口“A8”為絕緣檢測(cè)端口，當(dāng)被檢測(cè)部分的絕緣電阻值大于規(guī)定值時(shí)，保護(hù)器內(nèi)部電路使繼電器保持吸合狀態(tài)，MFS的輸出常開(kāi)接點(diǎn)閉合，不影響電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。如果絕緣電阻值小于規(guī)定值，保護(hù)器內(nèi)部執(zhí)行繼電器失電，MFS的輸出節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了漏電閉鎖保護(hù)。同時(shí)故障顯示單元給出漏電故障指示，當(dāng)絕緣電阻恢復(fù)到一定值時(shí)，漏電閉鎖電路自動(dòng)解鎖。

電壓動(dòng)作值恢復(fù)值復(fù)位方式檢測(cè)電流延時(shí)投入時(shí)間1140v40kΩ＋20％1.5倍動(dòng)作值自動(dòng)I＜5mAT≥3S660v22kΩ＋20％1.5倍動(dòng)作值自動(dòng)I＜5mAT≥3S

為了防止主電路的操作過(guò)電壓串入電子保護(hù)器MFS，利用PLC強(qiáng)大的邏輯控制能力，在起動(dòng)信號(hào)接通后，先使繼電器KA通電，使漏電檢測(cè)線瞬時(shí)斷開(kāi)，延時(shí)0.1S～0.2S后，再接通主交流接觸器，從而避開(kāi)千伏級(jí)電壓對(duì)MFS的沖擊。停機(jī)時(shí)，通過(guò)PLC的控制使串接于漏電檢測(cè)回路的KA節(jié)點(diǎn)延時(shí)3S～5S后閉合，從而避免主電路操作過(guò)電壓對(duì)MFS的沖擊，保證MFS的正常保護(hù)工作。（2）電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)過(guò)熱保護(hù)利用電動(dòng)機(jī)繞組里預(yù)埋的正溫度系數(shù)開(kāi)關(guān)熱敏（MZ61-135℃）作為傳感元件,當(dāng)工作電動(dòng)機(jī)繞組溫度升至130℃-135℃時(shí),熱敏電阻阻值劇增,保護(hù)器檢測(cè)端“A3”獲得較高的電壓信號(hào),通過(guò)電子電路翻轉(zhuǎn)動(dòng)作使保護(hù)輸出節(jié)點(diǎn)斷開(kāi),導(dǎo)致交流接觸器跳閘,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱保護(hù),同時(shí)故障顯示單元給出相應(yīng)的故障指示,此故障狀態(tài)下的跳閘為第一動(dòng)作.另外,該保護(hù)器還具有自診斷功能,如果熱敏電阻的檢測(cè)回路出現(xiàn)短路故障時(shí),保護(hù)器同樣動(dòng)作,導(dǎo)致接觸器跳閘,此故障狀態(tài)的跳閘稱(chēng)為第二動(dòng)作。第一動(dòng)作值第一恢復(fù)值第二動(dòng)作值第二恢復(fù)值恢復(fù)方式14kΩ±20％7kΩ±20％150Ω±20％300Ω±20％自動(dòng)（3）電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)電流取樣單元TA通過(guò)其端口“1、2、3”（1140V）把各電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)輸入到保護(hù)器MFS的端口“A5、B4、A2”實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作電流增大電流取樣單元TA輸出端口輸出信號(hào)增大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作電流達(dá)到額定值的1.3倍以上時(shí)，保護(hù)器通過(guò)內(nèi)部的運(yùn)放隔離及單片機(jī)處理，比較放大等環(huán)節(jié)，使執(zhí)行電路動(dòng)作，導(dǎo)致接觸器KM跳閘，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。同時(shí)故障顯示單元給出相應(yīng)的故障指示。保護(hù)器動(dòng)作后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，保護(hù)器可以自動(dòng)恢復(fù)（短時(shí)強(qiáng)負(fù)載消失后自動(dòng)恢復(fù)）。實(shí)際電流/整定電流動(dòng)作時(shí)間起始狀態(tài)恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)方式

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

68s＜t＜16s冷態(tài)15s＜tr＜60s自動(dòng)（4）短路(過(guò)流)保護(hù)保護(hù)器MFS配合電流取樣單元TA能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)供電回路出現(xiàn)9倍或9倍以上額定值的短路電流時(shí)，TA的“1、2、3”端口給出短路信號(hào)，輸入到保護(hù)器“A5、B4、A2”端口，通過(guò)保護(hù)器內(nèi)部的“運(yùn)放隔離，單片機(jī)處理，比較放大”等環(huán)節(jié)使執(zhí)行電路動(dòng)作，導(dǎo)致接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)短路過(guò)載保護(hù)，同時(shí)故障顯示單元給出相應(yīng)的故障指示。該保護(hù)動(dòng)作具有自鎖特性，故障消失后，必須斷電才能復(fù)位，同時(shí)故障消失。實(shí)際電流/整

定電流動(dòng)作時(shí)間起始狀態(tài)復(fù)位方式8～10200ms＜ts＜400ms冷態(tài)斷電恢復(fù)（5）斷相(不平衡)保護(hù)當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)斷相或嚴(yán)重不平衡運(yùn)行狀態(tài)時(shí),電流取樣單元TA的斷相信號(hào)輸入到保護(hù)器“A5、B4、A2”端口,通過(guò)保護(hù)器內(nèi)部的“運(yùn)放隔離，單片機(jī)處理，比較放大”等環(huán)節(jié)使執(zhí)行電路動(dòng)作，導(dǎo)致接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)斷相或不平衡保護(hù)，同時(shí)故障顯示單元給出相應(yīng)的故障指示。斷相保護(hù)動(dòng)作具有自鎖特性，故障消失后，必須斷電才能恢復(fù)，同時(shí)故障消失。實(shí)際電流/整定電流動(dòng)作時(shí)間起始狀態(tài)恢復(fù)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(fù)絕緣監(jiān)測(cè)保護(hù)器FL該保護(hù)器對(duì)電路控制系統(tǒng)中36V與220V控制回路（包括掘進(jìn)機(jī)照明回路和行走電動(dòng)機(jī)電磁制動(dòng)回路）進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)，其外圍接口電路圖見(jiàn)圖4。其中36V監(jiān)測(cè)單元與220V監(jiān)測(cè)單元的工作原理相同，當(dāng)被監(jiān)測(cè)電路出現(xiàn)一定的漏電現(xiàn)象時(shí)，F(xiàn)L內(nèi)執(zhí)行繼電器動(dòng)作，其輸出節(jié)點(diǎn)打開(kāi)，使PLC的輸出繼電器動(dòng)作，從而使BJ12～BJ15斷電打開(kāi)，切斷供電電源，完成了絕緣監(jiān)測(cè)保護(hù)。同時(shí)故障顯示單元給出相應(yīng)的故障指示。電壓等級(jí)動(dòng)作值恢復(fù)值恢復(fù)方式36V2kΩ+20％

1.5倍動(dòng)作值自動(dòng)

220V5kΩ+20％

1.5倍動(dòng)作值自動(dòng)六、工作原理及使用操作電氣系統(tǒng)工作原理詳見(jiàn)電氣原理圖部分。該系統(tǒng)采用兩級(jí)控制，即由安裝在操作箱里的控制開(kāi)關(guān)控制電控箱中門(mén)板上的PLC，再由PLC結(jié)合繼電器板（JDB）控制交流接觸器，保護(hù)元件如電子綜合保護(hù)器（MFS），低壓漏電監(jiān)測(cè)保護(hù)器（FL）等輸出接點(diǎn)，串接于PLC的輸入回路中，對(duì)各電機(jī)進(jìn)行控制和保護(hù)，以保護(hù)掘進(jìn)機(jī)作業(yè)安全進(jìn)行。1、開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備

在開(kāi)機(jī)前應(yīng)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(kāi)關(guān),并把操作箱上的“電源”開(kāi)關(guān)（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(shí)控制箱觀察窗內(nèi)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(jìn)機(jī)的兩個(gè)照明燈發(fā)亮，各電子保護(hù)器進(jìn)入工作狀態(tài)或預(yù)備工作狀態(tài)，為開(kāi)機(jī)作好準(zhǔn)備。2、油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)必須首先起動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)使油路工作,方可起動(dòng)其它電動(dòng)機(jī),若油泵電機(jī)的其它保護(hù)指標(biāo)均在正常范圍內(nèi),便可旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA2至“起動(dòng)”位置，接通PLC的輸入信號(hào)，通過(guò)PLC內(nèi)部邏輯控制，接觸器KM2得電吸合，油泵電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)，同時(shí)，其它電動(dòng)機(jī)待起動(dòng)，停機(jī)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)SA2至“停止”位置，同時(shí)其它工作電動(dòng)機(jī)也停止工作。3、轉(zhuǎn)載電動(dòng)機(jī)起動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA3至“起動(dòng)”位置，可起動(dòng)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)，按鈕SB3為吊掛式轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)的遠(yuǎn)停按鈕，以滿(mǎn)足巷道掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的需要，停機(jī)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)SA3至“停止”位置。4、刮板電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)只有當(dāng)轉(zhuǎn)載電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，方能用開(kāi)關(guān)SA4起動(dòng)刮板電動(dòng)機(jī)，以避免轉(zhuǎn)載電動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷起動(dòng)，用開(kāi)關(guān)SA5可以反相啟動(dòng)刮板電動(dòng)機(jī)，這是掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的需要，這種工作狀態(tài)下的控制回路沒(méi)有自維持特點(diǎn)，交流接觸器KM4和KM5選用機(jī)械聯(lián)鎖可逆接觸器，本身自帶機(jī)械聯(lián)鎖，并在電路中設(shè)有電氣聯(lián)鎖。5、行走電動(dòng)機(jī)起動(dòng)用控制開(kāi)關(guān)SA6和SA7控制掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)M6和M7正反轉(zhuǎn)的不同組合,實(shí)現(xiàn)了以上四種運(yùn)行狀態(tài).兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中各設(shè)置一電磁制動(dòng)閘(1YB和2YB)、制動(dòng)閘與微動(dòng)開(kāi)關(guān)(SK1.SK2)聯(lián)動(dòng),制動(dòng)閘具有通電釋閘、斷電抱閘的特性，在各級(jí)線路絕緣度正常時(shí)，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA6和SA7，接通PLC輸入信號(hào)通過(guò)PLC內(nèi)部邏輯控制，制動(dòng)閘1YB和2YB通電釋閘，使SK1和SK2閉合，接通PLC內(nèi)部邏輯控制，接通相應(yīng)的接觸器（KM6～KM9）實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的行走。接觸器KM6（KM7），KM8（KM9）選用機(jī)械聯(lián)鎖可逆接觸器，本身自帶機(jī)械聯(lián)鎖，并在電路中設(shè)有電氣聯(lián)鎖。6、主切割電動(dòng)機(jī)起動(dòng)為了巷道作業(yè)安全,起動(dòng)主切割電動(dòng)機(jī)M1前必須報(bào)警8S，雙手同時(shí)操作開(kāi)關(guān)SA0和SA1，接通PLC的輸入端，通過(guò)PLC內(nèi)部 計(jì)數(shù)器，使蜂鳴器通電發(fā)出報(bào)警信號(hào)，延時(shí)至8S，HA斷電結(jié)束報(bào)警，接觸器KM1得電吸合，主切割電機(jī)M1起動(dòng)，在上述過(guò)程中，松開(kāi)任意一手把，都會(huì)使起動(dòng)過(guò)程中斷，再要起動(dòng)切割頭，須從頭開(kāi)始操作，停機(jī)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)任一開(kāi)關(guān)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(nèi)的故障顯示板和操作箱的觀察窗內(nèi)均有“電源”顯示。當(dāng)行走電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，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(nèi)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(guò)電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器、絕緣監(jiān)視保護(hù)器傳輸來(lái)的信號(hào)并經(jīng)過(guò)處理后以中文漢顯的形式告訴用戶(hù)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的各種故障，以及各控制回路出現(xiàn)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(jìn)機(jī)主供電回路的電壓指示。

七、安裝及調(diào)試1、安裝

當(dāng)掘進(jìn)機(jī)主機(jī)架已安裝好以后，把操作箱安裝在掘進(jìn)機(jī)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(shè)在掘進(jìn)機(jī)的減振器上，并且扭緊聯(lián)接螺栓及聯(lián)接銷(xiāo)。按照原理圖接好去各電機(jī)、主令箱、照明燈、警鈴、制動(dòng)閘及電源的電纜。