EBZ掘進機電氣系統(tǒng)課件

EBZ掘進機電氣系統(tǒng)培訓(xùn)

我公司電氣系統(tǒng)特點1、先進的控制器和顯示器目前，國內(nèi)的掘進機電控系統(tǒng)大多采用PLC控制系統(tǒng)，人機界面采用文本顯示器。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是可靠性高、編程簡單、維修方便；缺點是防護等級低，拆裝不便（點對點連線），文本顯示器最多只能顯示2～4行內(nèi)容。而國外的掘進機則是采用微電腦加PLC控制系統(tǒng)，人機界面采用CRT顯示器。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是控制功能強大，可靠性高，CRT顯示器可圖文顯示，顯示容量大；缺點是編程復(fù)雜，連線多，

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便，防護等級低，CRT顯示器的抗震性差。我公司采用專用運動控制器作為主控器，人機界面采用工業(yè)用觸摸屏。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是體積小、可靠性高、抗震性好、防護等級達到IP67，適用于長期惡劣工作，功能強大，編程簡單，CAN總線通信技術(shù)減少大量接線，插接式連接，拆裝十分方便，工業(yè)用觸摸屏可圖文顯示，顯示容量大且可靠性高。4、便捷的可維修性專用運動控制器采用插接式連接，拆裝十分方便，且不會出現(xiàn)接線錯誤。而要更換PLC控制系統(tǒng)，在接線較多的情況下容易出現(xiàn)接線錯誤。完善的故障報警專家診斷系統(tǒng)，可顯示39條故障信息及每一種故障所對應(yīng)的排故步驟提示，維修人員提供了極大的方便。5、自動煤巖識別功能（選配功能）我公司在控制軟件中設(shè)計了根據(jù)所截煤巖的硬度，可自動進行高低速轉(zhuǎn)換（高速截煤，低速截巖）6、未來的發(fā)展趨勢掘進機電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是無線遙控、智能化（無人駕駛）控制方式電氣系統(tǒng)概圖截割電機電控箱隔爆操作箱前照明燈截割急停系統(tǒng)急停瓦斯報警器瓦斯報警器隔爆操作箱二運電機電氣系統(tǒng)簡介

掘進機電控電氣系統(tǒng)主要由電控箱、操作箱、礦用隔爆電鈴、隔爆型照明燈、隔爆型急停按鈕、礦用本安型瓦斯傳感器以及各工作機構(gòu)電機組成。掘進機電氣控制系統(tǒng)是整機的重要組成部分，與液壓控制系統(tǒng)配合，可自如的實現(xiàn)整機的各種生產(chǎn)作業(yè)。同時對截割電機、油泵電機、二運電機的工況及回路的絕緣情況進行監(jiān)控和保護。電控箱防爆型式：Exd[ib]Ⅰ(隔爆兼本質(zhì)安全型)操作箱防爆型式：ExdⅠ(隔爆型)礦用防爆設(shè)備的防爆型式及含義：Exd(ib)Ⅰ

防爆等級本質(zhì)安全型隔爆型防爆標(biāo)志符號電氣控制系統(tǒng)配置（進口）電氣控制系統(tǒng)配置（國產(chǎn)）與進口配置的區(qū)別：表中第2項改為：交流真空接觸器CKJ5-250/1140，制造商為昆山國力。其余與進口配置相同。電控系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)EBZ系列機型系列機型見(附表1)額定電壓主回路：AC1140/660V電控箱：控制回路電壓為：AC220V、AC36V、AC24操作箱：控制回路電壓：DC24V

顯示回路電壓：DC24V額定電流額定電流見(附表1)額定頻率額定頻率50Hz本安部分：本安電源輸入電壓：DC24V

輸出電壓：DC12V瓦斯報警器工作電壓：DC12V

最大工作電流：130mA使用條件

1、海拔高度不超過2000米2、周圍環(huán)境溫度-5℃—+40℃周圍空氣相對濕度不大于95%(+25℃)3、能承受掘進機的振動,與水平安裝傾斜度不超過18°4、適合在有甲烷氣體的爆炸性混合物隧道或礦井中。5、無破壞絕緣的氣體或蒸汽的環(huán)境中6、無長期連續(xù)滴水的地方。7、污染等級3級（有導(dǎo)電性污染，或由于凝露使干燥的非導(dǎo)電性污染變?yōu)閷?dǎo)電性的，工業(yè)用電氣一般適用于污染等級3的環(huán)境）。8、安裝類別Ⅲ類（配電電路水平，既該設(shè)備的故障不會影響其它配電回路的工作）電控箱的結(jié)構(gòu)

電控箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備-通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備隔爆型“d”》的標(biāo)準設(shè)計，為隔爆兼本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。其隔爆殼體是用鋼板焊制而成的兩個通過接線端子相互連接的獨立腔體。上邊為進出線腔（接線腔），下邊為主腔。接線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主控器控制器盒

主控器控制盒內(nèi)裝有EPEC運動控制器、本安電源和開關(guān)電源。它是整個電氣系統(tǒng)的核心，掘進機每個部件的動作，各個部分工況的檢測，各種安全保護功能的實現(xiàn)等都是由它處理后執(zhí)行的，主控器與其他電器設(shè)備的連接通過快速插接頭來實現(xiàn)，比PLC控制系統(tǒng)要快捷得多。操作箱的結(jié)構(gòu)

操作箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備隔爆型“d”》的標(biāo)準設(shè)計，為隔爆型電氣設(shè)備。其隔爆殼體是用鋼板焊制的兩個通過接線端子相互連接的獨立腔體。后面為接線腔，前面為主腔。主腔門用銷軸支撐，并用螺栓與箱體緊固。門上裝有各電機控制開關(guān)，緊急停止按鈕及監(jiān)視電源、截割電機、油泵電機、二運電機、錨桿電機工況的顯示屏。門上設(shè)有“MA”及“ExdI”標(biāo)志。箱體左側(cè)設(shè)有“嚴禁帶電開蓋”警告牌及產(chǎn)品銘牌。接線腔內(nèi)設(shè)有接地螺栓，接線腔蓋是用螺栓與箱體緊固。操作箱內(nèi)部接線圖電路的組成及工作原理

主回路（見附圖1）主回路主要是由斷路器、熔斷器、真空接觸器、中間繼電器、阻容吸收電路以及電壓傳感器、電流傳感器等組成。斷路器作為電源開關(guān)，當(dāng)其閉合時主回路得電。真空接觸器分別控制截割電機高速、截割電機低速、油泵電機、二運電機和錨桿（或水泵）電機的運轉(zhuǎn)。利用阻容吸收電路吸收主回路電動機斷電瞬間的反向電勢。電流、電壓傳感器分別采集回路電流及電壓信號并輸入至EPEC專用控制器，通過編程實現(xiàn)對電機的過流、過載、斷相、漏電檢測以及電源的過壓及欠壓等保護作用。

主電路中選用元件的參數(shù)

真空接觸器我公司生產(chǎn)的通用型掘進機中所采用的交流真空接觸器，是由昆山國力真空電器有限公司按國家標(biāo)準和我公司特殊技術(shù)要求生產(chǎn)的，而在高檔型掘進機中，則采用西門子或施耐德公司生產(chǎn)的進口交流真空接觸器。適用于交流50HZ，主回路額定工作電壓1140V及以下等級的電力系統(tǒng)中，頻繁地起動和停止三相交流電動機。適宜于各種裝置組成磁力起動器，廣泛用于電力系統(tǒng)、石油、化工、煤礦、冶金和電氣化鐵道等各個領(lǐng)域。

主要控制元器件的參數(shù)和特點專用控制器

專用運動控制器是基于長期惡劣環(huán)境如高震動、溫度變化劇烈和濕度較大等條件下可靠地工作而開發(fā)的，是一種集可編程控制器、比例放大器、模擬量輸入A/D模塊、繼電器輸出等功能于一身的高性能工程機械專用控制器。它給世界工程機械傳統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)帶來了革命性的進步，其優(yōu)點如下：*1、它取代了比例放大器，將4-12片閥的放大器集成在一體，成本上有絕對優(yōu)勢；*2、它有大電流輸出（0-3A）取代了傳統(tǒng)繼電器，節(jié)省了大量接線特點，故障率大幅降低；*3、它的模擬量輸入端子每一個針具備了處理不同信號能力，不論是電位計、*熱敏電阻還是變送器電流/電壓信號，都可以接入并使用軟件編程進行設(shè)定；*4、它的邏輯控制功能可以非常輕松的完成以前用各式各樣繼電器和模塊很難解決的問題；開關(guān)電源：我公司控制部分供電才用的是交流220V輸入，直流24V輸出的開關(guān)電源供電，我公司所用的開關(guān)電源選擇的是朝陽電源公司生產(chǎn)的4NIC-Q/192型電源模塊，其特點是體積小，重量輕，電壓轉(zhuǎn)換效率高，寬電壓輸入范圍，采用零電壓、零電流技術(shù)，有良好的電磁兼容性，并具有過流保護、短路保護、過熱保護和過壓保護。顯示器：我公司的顯示系統(tǒng)采用的是日本Digital公司生產(chǎn)的ST400-AG41-24V型顯示屏，它的特點是，體積小、顯示屏幕大（3.8英寸）、畫面清晰、分辨率高（320×240）、運行速度快、功能強大、屏幕顏色醒目（琥珀色）、簡單實用，通訊口為RS-422方式。電路的組成及工作原理控制電源控制電源主要為電氣控制系統(tǒng)提供所需的工作電源?？刂齐娫粗饕怯煽刂谱儔浩?、開關(guān)電源和本安電源等組成。控制變壓器一次側(cè)為AC1140V/660V，二次側(cè)為AC220V、AC36V、AC24V。分別為電機控制回路、電鈴控制回路和照明控制回路提供電源，并為開關(guān)提供輸入電源。開關(guān)電源為DC24V控制回路提供電源，并為EPEC運動控制器和顯示器提供工作電源。本安電源主要為瓦斯報警器及本安控制回路提供電源。電路的組成及工作原理控制回路控制回路是以EPEC專用控制器為核心，它接受各輸入元器件的狀態(tài)信息，通過編程計算，對所控制的元器件發(fā)出動作指令，實現(xiàn)對設(shè)備的邏輯控制。在操作箱上、機體油箱前側(cè)和二運電機附近裝有三個緊急停止按鈕，按下其中的任意一個，機器將立即停止運行。在機體左側(cè)的司機席的前部設(shè)有一個截割緊急停止按鈕，其作用是立即停止截割頭工作。轉(zhuǎn)換開關(guān)有自動復(fù)位式和自鎖式，它們作為控制器的指令輸入開關(guān)安裝在操作箱面板上。

注：以下所有的內(nèi)容只要售后人員掌握即可。電路的組成及工作原理工作原理主控器與顯示屏的通訊電控箱通電，主控器與顯示屏通訊時(本畫面以EBZ100為例)：顯示屏將顯示畫面如下（此狀態(tài)為主控器通訊連接中，不應(yīng)該操作，否則顯示開關(guān)操作錯誤）電路的組成及工作原理數(shù)秒之后，主控器與顯示屏通訊結(jié)束，顯示如下畫面(此時可以對機器進行操作)電路的組成及工作原理復(fù)位、警報

將“復(fù)位/警報”開關(guān)旋至“警報”位置，警報繼電器線圈得電，其常開點閉合，電鈴回路接通電源，電鈴鳴響，系統(tǒng)發(fā)出警報。將“復(fù)位/警報”開關(guān)旋至“復(fù)位”位置，控制系統(tǒng)內(nèi)各報警故障均復(fù)位。注意：截割電機啟動前必須先發(fā)出報警信號！電機漏電閉鎖檢測在啟動油泵電機時(將“油泵啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置)，系統(tǒng)先整體對截割高、低速電機、油泵電機、二運電機、錨桿電機進行漏電閉鎖檢測，即各回路漏電閉鎖檢測繼電器同時吸合。電路的組成及工作原理如有漏電發(fā)生，則分別對各個電機進行檢測，確定漏電的電機，并顯示。在此過程中所有電機都不能起動，顯示屏顯示畫面(以油泵漏電閉鎖為例)如右圖所示：

電路的組成及工作原理油泵電機啟動、停止

啟動：將“油泵啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報運行繼電器先得電，電鈴鳴響7秒后停止，此時油泵運行繼電器得電，其常開點閉合，從而使真空接觸器線圈得電，接觸器主觸點閉合，油泵電機主回路接通電源，電機運行。停止：將“油泵啟/停”開關(guān)旋至“停止”位置，油泵運行繼電器線圈失電，其常開點斷開，使真空接觸器線圈失電，主觸點斷開，油泵電機主回路電源被切斷，運行中的油泵電機將停止運行。電路的組成及工作原理

啟動前，在無故障時，顯示屏將顯示畫面如下：

油泵電機的啟動

啟動后，顯示屏將顯示如右圖所示畫面：注：通過此畫面能監(jiān)測油泵電機各相的電流值和故障信息（當(dāng)油泵電機出現(xiàn)過載、過流、斷相等故障時，顯示屏將顯示相對應(yīng)的故障畫面）。

電路的組成及工作原理

截割高速的啟動、停止啟動：油泵運行后，將“高速啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報運行繼電器先得電，電鈴鳴響5秒后停止，此時高速運行繼電器得電，其常開點閉合，使高速真空接觸器線圈得電，接觸器主觸點閉合，使高速電機主回路接通電源，高速電機起動運行。停止：將“高速啟/?！遍_關(guān)旋至“停止”位置，截割高速運行繼電器線圈失電，其常開點斷開，使真空接觸器線圈失電，接觸器主觸點斷開，截割高速電機主回路電源被切斷，運行中的截割高速電機停止運行。截割高速電機的啟動啟動后，顯示屏將顯示如右圖所示畫面：注：通過此畫面能監(jiān)測截割高速電機各相的電流值和故障信息（當(dāng)截割高速電機出現(xiàn)過載、過流、斷相等故障時，顯示屏將顯示相對應(yīng)的故障畫面）。

電路的組成及工作原理

截割低速的啟動、停止：

啟動：油泵運行后，將“低速啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報運行警報運行繼電器先得電，電鈴鳴響5秒后停止，此時低速運行繼電器得電，其常開點閉合，使低速真空接觸器線圈得電，接觸器主觸點閉合，使低速電機主回路接通電源，低速電機起動運行。停止：將“低速啟/?！遍_關(guān)旋至“停止”位置，繼電器線圈失電，其常開點斷開，使低速運行真空接觸器線圈失電，接觸器主觸點斷開，低速電機主回路電源被切斷，運行中的低速電機停止運行。

注意：截割高速與截割低速電機是互鎖關(guān)系！截割低速電機的啟動啟動后，顯示屏將顯示如右圖所示畫面：注：通過此畫面能監(jiān)測截割低速電機各相的電流值和故障信息（當(dāng)截割低速電機出現(xiàn)過載、過流、斷相等故障時，顯示屏將顯示相對應(yīng)的故障畫面）。

電路的組成及工作原理

二運電機的啟動、停止：啟動：將“二運啟/停”開關(guān)旋至“啟動”位置，二運運行繼電器得電，其常開點閉合，使二運真空接觸器線圈得電，接觸器主觸點閉合，使二運電機主回路接通電源，二運電機起動運行。停止：將“二運啟/?！遍_關(guān)旋至“停止”位置，二運運行繼電器線圈失電，其常開點斷開，使真空接觸器線圈失電，接觸器主觸點斷開，二運電機主回路電源被切斷，運行中的二運電機停止運行。

二運電機的啟動啟動后，顯示屏將顯示如右圖所示畫面：注：通過此畫面能監(jiān)測二運電機各相的電流值和故障信息（當(dāng)二運電機出現(xiàn)過載、過流、斷相等故障時，顯示屏將顯示相對應(yīng)的故障畫面）。

電路的組成及工作原理

錨桿電機的啟動、停止：

啟動：油泵停止，將“錨桿啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報運行繼電器先得電，電鈴鳴響5秒后停止，此時錨桿運行繼電器得電，其常開點閉合，使錨桿真空接觸器線圈得電，接觸器主觸點閉合，使錨桿電機主回路接通電源，錨桿電機起動運行。停止：將“錨桿啟/?！遍_關(guān)旋至“停止”位置，錨桿運行繼電器線圈失電，其常開點斷開，使真空接觸器線圈失電，接觸器主觸點斷開，錨桿電機主回路電源被切斷，運行中的錨桿電機停止運行。

錨桿電機的啟動啟動后，顯示屏將顯示如右圖所示畫面：注：通過此畫面能監(jiān)測錨桿電機各相的電流值和故障信息（當(dāng)錨桿電機出現(xiàn)過載、過流、斷相等故障時，顯示屏將顯示相對應(yīng)的故障畫面）。

電路的組成及工作原理

上、下翻頁

將“上/下翻頁”開關(guān)旋至“上翻頁”位置，顯示屏向上翻一頁。將“上/下翻頁”開關(guān)旋至“下翻頁”位置，顯示屏向下翻一頁。

總急停

按下兩個緊急停止按鈕中的任意一個，并順時針旋轉(zhuǎn)自鎖，使運行中的所有電機立刻停止工作；按下截割急停按鈕，并順時針旋轉(zhuǎn)，截割電機立刻停止。電路的組成及工作原理

電氣聯(lián)鎖第一：只有當(dāng)油泵電機啟動后，高速或低速電機、二運電機才能啟動，油泵電機停止運行，運行中的高速或低速電機、二運電機也隨之停止。第二：截割高、低速電機為互鎖關(guān)系。第三：油泵電機和錨桿電機不能同時啟動，二者之間為互鎖關(guān)系。

電路的組成及工作原理

保護回路電路的組成

保護回路主要是由電流、電壓傳感器、熔斷器、漏電斷路器、電機內(nèi)的溫度傳感器、溫度開關(guān)、安裝在油箱中的油溫開關(guān)、安裝在油箱中的液位開關(guān)、瓦斯傳感器及漏電閉鎖回路等組成。工作原理1、電機綜合保護（以油泵電機為例）

當(dāng)出現(xiàn)過流、過載、斷相等故障時，控制器將電流傳感器取來的信號經(jīng)過編程計算，一旦出現(xiàn)過流、過載、斷相時，控制器通過內(nèi)部程序控制，使油泵運行的中間繼電器線圈失電，真空接觸器線圈失電，油泵電機主回路電源被切斷，運行中的油泵電機停止。故障處理完畢后，將“復(fù)位/警報”開關(guān)旋至“復(fù)位”位置，油泵異常點復(fù)位。

電路的組成及工作原理

2、電機過熱保護（以截割電機為例）當(dāng)截割高、低速電機因長時間工作或由于故障引起繞組溫度升高超過規(guī)定值，埋設(shè)在該電機繞組中的溫度開關(guān)動作，使截割高速、截割低速運行繼電器動作，切斷對應(yīng)真空接觸器線圈回路，斷開截割高速電機、截割低速的主回路，對截割高、低速電機進行保護。在截割電機中預(yù)埋了PT100溫度傳感器，信號送入控制器經(jīng)過程序處理后，對電機進行起?？刂?，并在顯示屏上即時顯示截割電機的溫度和超溫報警。

電路的組成及工作原理

故障信息油箱溫度

當(dāng)油箱溫度超過規(guī)定值時,油箱過溫信號送到控制器，經(jīng)過程序處理,使運行中的所有電機立刻停止。

油位過低當(dāng)油箱液位低于規(guī)定值時,油位過低信號送到控制器，經(jīng)過程序處理,使運行中的所有電機立刻停止。瓦斯報警當(dāng)瓦斯含量超標(biāo)時,瓦斯報警信號送到控制器，經(jīng)過程序處理,使運行中的所有電機立刻停止。電壓過低、過高當(dāng)電壓過高、過低時，經(jīng)過程序處理，使運行中的所有電機停止。

電路的組成及工作原理

我公司掘進機控制系統(tǒng)可檢測39種故障信息，顯示屏顯示如下：注：故障處理完畢后，通過“復(fù)位/警報開關(guān)”對故障進行復(fù)位

操作方法

將電控箱右側(cè)斷路器手柄扳至“接通”的位置，此時前后照明燈同時點亮。檢查顯示屏、電壓表和機器周圍，如果沒有異常情況，即可按如下順序進行開機操作。將“復(fù)位/警報”開關(guān)旋至“警報”位置，發(fā)出開機信號。并觀察工作現(xiàn)場，確認不能發(fā)生機械和人身事故方可開機。將“油泵啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報先鳴響5秒后，油泵啟動運轉(zhuǎn)。將“油泵啟/?！遍_關(guān)旋至“停止”位置，運行中的油泵電機停止運行。（在試車時應(yīng)注意油泵電機運轉(zhuǎn)方向，若反轉(zhuǎn)應(yīng)重新接線）。

若需截割低速作業(yè)，將“低速啟/?！遍_關(guān)旋至“啟動”位置，警報先鳴響5秒后，截割低速電機運行。將“低速啟/?！遍_關(guān)旋操作方法

至“停止”位置，運行中的截割低速電機停止