EBZ系列掘进机电气系统培训(EPEC)解读

电路的组成及工作原理
主回路（见附图1）
主回路主要是由隔离开关、熔断器、真空接触器、中间继电器 、阻容吸收电路以及电压传感器、电流传感器等组成。 隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路得电。真空接触器 分别控制截割电机高速、截割电机低速、油泵电机、二运电机和锚 杆（或水泵）电机的运转。利用阻容.1-2000《爆炸性气体环境用电 气设备-通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境 用电气设备 隔爆型“d” 》的 标准设计，为隔爆兼本质安全 型电气设备。其隔爆壳体是用 钢板焊制而成的两个通过接线 端子相互连接的独立腔体。上 边为进出线腔（接线腔），下 边为主腔。接线腔内设有接线 端子和内接地端子。
主要控制元器件的参数和特点
*5、它内部数个16位高性能微处理器以及超大容量的内存空间使它具有及强 的数字处理能力，可以完成很多以前必须用电脑高级语言来编程的复杂算法 如直行纠偏多PID控制、发动机液压泵复合控制、姿态模糊控制、自动驾驶 等等； *6、它是基于CANBUS总线开发的产品，当系统节点较多或信号传输距离较远 时可以使用多个控制器组网，节省接线、提高可靠性、并且灵活性和可扩展 性大大加强； *7、它使用欧洲通用标准IEC1131-1语言编程，多种语言可选，简单易学， 可读性强，可现场无数次Flashing下载程序，改变EPROM参数，无须重新下 载或修改程序，通常可使用专用车载显示器完成参数修改，非常方便。 *8、它的硬件可靠性优于同类产品，无论在东北雪原极寒实验，还是在东南 亚热带雨林中施工，都不负众望，在国家大型施工项目设备中，在军用车辆 上，在出口欧美的大型设备上都有成功的应用； *9、它的I/O设计独具匠心，一针多能，既可做开关量输入，也可以做模拟 量输入，既可做PWM或开关量输出也可以做开关量输入，一个型号便可以有 无数种组合满足无数种需要，使用更方便、更经济 *10、它具有CANOPEN 和CAN2.0两个总线接口，可以与国内外很多标准 CANBUS总线产品进行连接，或经门路模拟与其它总线或上位机连接，组建大 型系统 *11、由于采用专用插头连接，使其拆卸方便，不易出错。
主要控制元器件的参数和特点
• 显示器 • 我公司的显示系统采用的是日本Digital公司生产的 ST400-AG41-24V型显示屏，其特点是，体积小、显示屏 幕大（3.8英寸）、画面清晰、分辨率高（320×240）、 运行速度快、功能强大、屏幕颜色醒目（琥珀色）、简单 实用，通讯口为RS-422方式。
主控器控制器盒
主控器控制盒内装有EPEC运动控制 器、本安电源和开关电源。它是整个电 气系统的核心，掘进机每个部件的动作， 各个部分工况的检测，各种安全保护功 能的实现等都是由它处理后执行的，主 控器与其他电器设备的连接通过快速插 接头来实现，比PLC控制系统要快捷得 多。
操作箱的结构
操作箱是按照 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 隔爆 型“d”》的标准设计，为隔爆型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊 制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。后面为接线腔，前面 为主腔。主腔门用销轴支撑，并用螺栓与箱体紧固。门上装有各电 机控制开关，紧急停止按钮及监视电源、截割电机、油泵电机、二 运电机、锚杆电机工况的显示屏。门上设有“MA”及“ExdI”标志。 箱体左侧设有“严禁带电开盖”警告牌及产品铭牌。 接线腔内设有接地螺栓，接线腔盖是用螺栓与箱体紧固。 操作箱内部接线图
电气控制系统配置（进口）
电气控制系统配置（国产）
电控系统主要技术参数
技术参数
EBZ系列机型
系列机型 见(附表1)
额定电压
主回路：AC 1140/660V 电控箱：控制回路电压为：AC220V、AC36V、AC24 操作箱：控制回路电压：DC24V 显示回路电压：DC24V
额定电流
EBZ系列掘进机电气系统
故障分析培训教材
判断电气系统故障
判断电气系统故障首先必须 要熟悉电气系统的原理、必须清 楚了解EPEC软件控制相关部件的 联系及电气系统中各硬件的连接 与结构、必须了解EPEC程序的流 程，才能对电气系统发生故障来 进行推敲判断，才能实施有效的 方法来解决处理。
电气系统概图
电控箱的结构
主腔的右侧装有隔离开关，隔板上装有主回路熔断器，主盘板占 据了主腔大部分空间，其上装有控制变压器、真空接触器、阻容吸 收器、中间继电器以及电流、电压变送器等组件。电控箱的门为两 扇由销轴支撑，并用螺栓与箱体紧固。左门内侧面设置了装有开 开关电源、本安电源、 EPEC 专用控制 器的控制器盒。两扇门均设有“严禁 带 电 开 盖 ” 警 告 牌 ， “ MA” 及 “ Exd[ib]I”标志。左门上有产品铭牌， 右门上设置了电源开关。箱体的正面 有电压表、光电隔离板、信号转换板。 接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有 “严禁带电开盖”警告牌。
电瞬间的反向电势。电流、电压传感器分别采集回路电流及电压信
号并输入至EPEC专用控制器，通过编程实现对电机的过流、过载、 断相、漏电检测以及电源的过压及欠压等保护作用。
主电路中选用元件的参数
隔离开关*
我公司现在生产的定型产品中隔离开关选用的是 GM2-400 型隔离开关
。
该开关为掘进机的电源开关，适用于交流 50Hz 、额定电压 1140V 、额 定电流400A的电路中，作为无负载合闸和无负载切断掘进机供电电源之用 ，切忌带负载通/断。 开关的机械寿命在频繁操作时不超过2000次。 开关在经受三次动稳定电流（8000A峰值）及一次热稳定电流（3200A 有效值）后应进行维修。
交流真空接触器。适用于交流50HZ，主回路额定工作电压1.14KV及 以下等级的电力系统中，频繁地起动和停止三相交流电动机。适宜
于各种装置组成磁力起动器，广泛用于电力系统、石油、化工、煤
矿、冶金和电气化铁道等各个领域。
主要控制元器件的参数和特点
专用控制器


专用运动控制器是基于长期恶劣环境如高震动、温度变化 剧烈和湿度较大等条件下可靠地工作而开发的，是一种集可编程 控制器、比例放大器、模拟量输入A/D模块、继电器输出等功能 于一身的高性能工程机械专用控制器。它给世界工程机械传统的 电液控制系统带来了革命性的进步，其优点如下： *1、它取代了比例放大器，将4-12片阀的放大器集成在一体，成 本上有绝对优势； *2、它有大电流输出（0-3A）取代了传统继电器，节省了大量接 线特点，故障率大幅降低； *3、它的模拟量输入端子每一个针具备了处理不同信号能力，不 论是电位计、*热敏电阻还是变送器电流/电压信号，都可以接入 并使用软件编程进行设定； *4、它的逻辑控制功能可以非常轻松的完成以前用各式各样继电 器和模块很难解决的问题；
额定电流 见(附表1) 50Hz
额定频率
额定频率
电控系统主要技术参数
额定功率
额定功率 见(附表1)
系统输出主路数
输出路数 5回路 油泵电机控制主回路 截割高速电机控制主回路 截割低速电机控制主回路 二运电机控制主回路 锚杆电机控制主回路
电控系统主要技术参数
本安部分 本安电源 输入电压：DC24V；输出电压： DC12V 瓦斯报警器 工作电压：DC12V 最大工作电流：130mA
开关在经受三次事故电流后应进行检修。
注：带“*”的部分只要售后人员掌握即可，以下相同，不再说明。
主电路中选用元件的参数
真空接触器
我公司生产的通用型掘进机中所采用的交流真空接触器，是由 昆山国力真空电器有限公司按国家标准和我公司特殊技术要求生产
的，而在高档型掘进机中，则采用西门子或施耐德公司生产的进口
截割电机
瓦斯报警器 系统急停 截割急停
前照明灯 电控箱
电气系统概图
• 后照明灯 总急停
油泵电机 防爆电铃
电气系统概图
瓦斯报警器 隔爆操作箱 二运电机
电气系统简介
掘进机电控电气系统主要由电控箱、操作箱、矿用 隔爆电铃、隔爆型照明灯、隔爆型急停按钮、矿用本安 型瓦斯传感器以及各工作机构电机组成。掘进机电气控 制系统是整机的重要组成部分，与液压控制系统配合， 可自如的实现整机的各种生产作业。同时对截割电机、 油泵电机、二运电机的工况及回路的绝缘情况进行监控 和保护。
电路的组成及工作原理
控制回路 控制回路是以EPEC专用控制器为核心，它接受各输入元器件 的状态信息，通过编程计算，对所控制的元器件发出动作指令，实
现对设备的逻辑控制。
在操作箱上、机体油箱前侧和二运电机附近装有三个紧急停止 按钮，按下其中的任意一个，机器将立即停止运行。在机体左侧的
司机席的前部设有一个截割紧急停止按钮，其作用是立即停止截割
电路的组成及工作原理
控制电源 控制电源主要为电气控制系统提供所需的工作电源。 控制电源主要是由控制变压器、开关电源和本安电源等组成。 控制变压器一次侧为 AC1140V/660V，二次侧为AC220V、AC36V、 AC24V。分别为电机控制回路、电铃控制回路和照明控制回路提供电 源，并为开关提供输入电源。 开关电源为DC24V控制回路提供电源，并为EPEC运动控制器和显 示器提供工作电源。 本安电源主要为瓦斯报警器及本安控制回路提供电源。
电路的组成及工作原理
数秒之后，主控器与显示屏通讯结束，显示如下画面(此时可以
主要控制元器件的参数和特点
• 开关电源 • 我公司控制部分供电才用的是交流220V输入，直流 24V输出的开关电源供电，我公司所用的开关电源选择的 是朝阳电源公司生产的4NIC-Q/192型电源模块，其特点 是体积小，重量轻，电压转换效率高，宽电压输入范围， 采用零电压、零电流技术，有良好的电磁兼容性，并具有 过流保护、短路保护、过热保护和过压保护。主要技术参 数如下：
使用条件
1、海拔高度不超过2000米 2、周围环境温度-5℃—+40℃周围空气相对湿度不大于95%(+25℃) 3、能承受掘进机的振动,与水平安装倾斜度不超过18° 4、适合在有甲烷气体的爆炸性混合物隧道或矿井中。 5、无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中 6、无长期连续滴水的地方。 7、污染等级3级（有导电性污染，或由于凝露使干燥的非导电性污 染变为导电性的，工业用电气一般适用于污染等级3的环境）。 8、安装类别Ⅲ类（配电电路水平，既该设备的故障不会影响其它 配电回路的工作）
头工作。转换开关有自动复位式和自锁式，它们作为控制器的指令 输入开关安装在操作箱面板上。 注：以下所有的内容只要售后人员掌握即可。
电路的组成及工作原理
工作原理
主控器与显示屏的通讯 电控箱通电，主控器与显 示屏通讯时(本画面以EBZ100 为例)：显示屏将显示画面如 下（此状态为主控器通讯连接 中，不应该操作，否则显示开 关操作错误）
主要控制元器件的参数和特点
• 电流传感器 • 我公司产品电气系统中的电流传感器采用的是瑞士 LEM公司生产的产品。LEM是世界知名传感器制造公司 。其产品是按照国际标准设计制造的，产品提供5年质保 。采用单24V供电，输出标准信号，频率响应范围宽（ 0~500kHz）， 安装简便，接线简单, • 工作温度范围广（- 25℃~85℃）
电控箱防爆型式：Exd[ib]Ⅰ(隔爆兼本质安全型 )
操作箱防爆型式：ExdⅠ
(隔爆型)
矿用防爆设备的防爆型式及含义：
• Ex d (ib)Ⅰ • • • • •
防爆等级 本质安全型 隔爆型 防爆标志符号
矿用防爆设备的防爆型式及含义：
• 隔爆型(d): 指具有隔爆外壳的电气设备。当外壳内部爆 炸时，外壳既能承受爆炸压力，又能使火焰在穿过规定缝 隙过程中，受间隙壁的吸热及阻滞作用而显著降低其外传 的能量和温度，从而不致引起设备外部爆炸性气体混合物 的爆炸。 • 本质安全型(ib):指在正常运行或故障状态下所产生的电 火花和热效应，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。 该型电器设备的电路，一般均为低电压小电流。 • 由于我公司掘进机在矿井下使用，所以要求防爆等级 为一级。