采煤机培训课件

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电控箱内部
控制变压器 隔离开关 真空接触器
变频器 主控箱
检测箱
牵引变压器
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开关腔
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专用控制器
主控箱
检测箱
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电感器 检测箱 主控箱 电抗器 牵引变压器 真空接触器 隔离开关 控制变压器 变频器
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右截割引入装置
左牵引 接线柱
右牵引 接线柱
右截割 主进线 油泵接 左截割 接线柱 接线柱 线柱 接线柱 主电缆引入装置
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先进的设计思路 主控器与各检测、控制元 部件之间通过CAN总线方式联
接，形成网络结构，便于拓展
系统功能，使系统的适应能力 大大增强；全数字元方式的信 息传递，提高了数据的准确性 和可靠性。具备一定故障自诊 断功能，便于维护。
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屏幕直观显示、实时的信息采集 采用液晶显示器，提供先进的全中文显示界面，系统参数显示 全面准备。以仪表盘、图柱、数字元等多种方式，形象、直观、准 确地显示各检测量。所有的检测量及系统状态均可在显示，查看方 便，便于比较、分析。 系统采用了多种传感器技术，对系统状况进行较全面的监测。 可实时检测系统电压、电机电流、截割及牵引高速轴温度、液压油 温、电控箱温湿度、冷却水压力、、低压油压力、水流量、油箱液 位、摇臂机身倾角、采煤机位置、瓦斯等工况信息，检测的信息全 部通过总线传送给主控制器。
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隔离开关 隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理 及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电 厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力， 只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。主要作用是： 1)分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个 明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。 2)根据运行需要，换接线路。 隔离开关配置在主接线上，保证了线路及设备检修时形成明显的断口与带 电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开 关时，必须遵守倒闸操作顺序，即送电时，首先合上母线侧隔离开关，其 次合上线路侧隔离开关，最后合上断路器，停电则于上述相反。
采煤机电控系统
采煤机公司自动化所
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我公司采煤机电气系统特点 本电控系统是以高产高效、自动调控智能化电牵引采煤 机为目标而开发的全新电控系统，与以往的电控系统相 比，在主控系统的设计上具有多项显著的优点，主要体 现在以下几个方面：
人性化设计 在以“安全、可靠、高效、人性化”的设计理念指导下。坚持以顾 客为中心的价值观，一切从客户角度出发。设备操作方便灵活。采 用高可靠性的专用控制器为核心，系统可靠性高。采用模块化设计。 电控腔为三大主腔：变压器腔、变频器腔、电控腔。每一个腔内的 电气元件安装都采用模块化的安装方式，便于安装和维护。
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三、控制回路： 控制回路由一些旋转开关（SA1—SA6）等组成。通过它可以控制主回路完成采煤机的电源 接通/切断、左右截割电机启/停、牵引电源接通/切断、工作面输送机的闭锁和解锁。 四、主控系统： 主控系统主要由主控器，左、右操作站、遥控发射器、红外键盘组成。主控器把操作站传 送过来的操作指令以及采集到的各传感器的控制信号按预先编制好的程序进行处理，处理 结果经过驱动电路输送给各执行机构（如调高电磁阀、交流变频器等），以实现对采煤机 的控制。本安电源是供给两个端头操作站、瓦斯传感器和隔离保护模块的工作电源，型式 为本质安全型。主控器与本安电源安装在主控制箱（碳素结构钢箱体）内。端头操作站将 对采煤机的操作（通过按住操作站上的相应的按钮）变成对应的指令编码通过通信电缆传 输给主控器，让主控器完成相关指令。 五、调速系统： 采煤机的调速系统采用的是一拖一四象限变频调速。变频器是由ABB核心技术制造的工业 变频器，额定功率为210KVA。两台变频器分别带一台75KW的异步电动机，该系统已经过长 期实践检验证明是稳定、保护、显示手段齐全。
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*4、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； *5、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； *6、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 *7、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。 *8、由于采用专用插头连接，使其拆卸方便，不易出错。
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电流传感器 电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电， 其所依据的工作原理主要是霍尔效应，当原边导线经过电流传感器时， 原边电流IP会产生磁力线，原边磁力线集中在磁芯周围，内置在磁芯气 隙中 的霍尔电极可产生和原边磁力线成正比的大小仅几毫伏的电压，电 子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS，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（0~500kHz）， 安装简便， 接线简单,工作温度范围广（- 25℃~85℃）
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电气系统电路的组成
一、电源部分 控制电源，主要为电气控制系统提供所需的工作电源。电控系统根据采煤机功率的需求 采用双电缆或者单电缆的供电方式，在顺槽中由一台磁力启动器控制。 控制电源主要是由控制变压器、熔断器、漏电断路器、电压表、开关电源等组成，一次 侧为AC3300V，二次侧为AC220V、AC36V、AC24V。 二、主回路： 主回路主要是由隔离开关、真空接触器、中间继电器、阻容吸收电路以及电压传感器、 电流传感器组成。 隔离开关（QS）作为电气系统的电源开关，当其闭合时主回路得电，当其断开时设备 失电停止工作。 真空接触器（KM1~KM3）控制左右截割高速电机、油泵、牵引电机的运行和停止。 阻容吸收模块（FV1~FV3）用来吸收主回路电动机断电瞬间的反向电势，对电机起一 定的保护作用。 电压传感器（TV1）和电流传感器（TA11~TA13、TA21~TA23、TA31~TA33） 分别采集系统电压和各分支回路电流信号并输入至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。
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方便的操作方式 可用电控箱、端头操 作站、遥控器、红外线操 作站等多种操作方式对采 煤机进行控制。用户还可 根据现场情况屏蔽掉不需 要的保护功能，即所有的 保护都可用软件进行设置 更改，免去了硬件更改的 麻繁，操作快捷、准确而 安全。
端头操作站 遥控器
电控箱面板操作旋钮
红外线操作站
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故障的查询及诊断
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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
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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。
功能强大的故障报警专家系统，在控制软件中设计了故障报警专家诊断系统，集成 了控制系统中所有的故障信息及排故指南，系统一旦出现故障，显示器立刻能显示 故障内容及其对应的排故步骤，大大缩短了维护时间，还有系统以时间顺序，自动 记录随时出现的报警和故障保护信息，方便对故障的历史查询 。
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开机的语音预告 当左、右截割电机启动时，系统自动给出“滚筒启动”的语音提示，以 防止意外危险发生。用户可按自己的需要，多次更改语音预告内容。为 此我们自制了语音报警模块，可随时播报采煤机工作过程中的各种信息 和故障提示。 系统硬件自诊断 在主显示接口，系统以代码、数字元及文字形式，实时显示电机和变频 器的工作状态。通过不同的代码指示，可看出这些器件是否正常工作； 对操作站和遥控器的每一按键也都有检测。自诊断功能，提高了系统的 可维护性，省时省力。外置变频器操作面板，在主控制器损坏的情况下 可本地控制变频器，大大减小故障停机时间，提高产量。
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。
由于我公司采煤机在矿井下使用，所以要求防爆等级为一级。
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电气控制系统配置(供电3300V）
序号 1 2 3 4 5 6
名称 隔离开关 真空接触器 控制器 电流传感器 变频器 漏电断路器
规格 C79-350 2位开关 VC77U03536-26 SPT-K-2023 DHR-300-C5 TX-04-04-210 210KVA/380V FL9-6/IN/C/003
备注 阿兰威斯特 美国乔斯林克拉克 芬兰专用控制器 瑞士莱姆 ABB 金钟穆勒
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采煤机型谱及技术参数
序号
型谱
装机功率
160×2KW
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主要元件介绍
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；
500KW
1140V
20KW
200×2KW
45×2KW
5
MG500/1180-WD
1180KW
3300V
30KW
500×2KW
75×2KW
6
MG650/1720－WD
1720KW
3300V
40KW
650×2KW
110×2KW
160KW
7
MG1000/2610－WD
2610KW
3300V
45KW
1000×2KW
右牵引引入装置
油泵引入装置
左牵引引入装置
左截割引入装置
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电气系统简介
电牵引采煤机电控系统主要由电控箱、左、右操作站、 矿用隔爆电铃、隔爆型急停按钮、矿用本安型甲烷传感器以 及各工作机构的电机等组成。采煤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。同时对左、右截割电机、油泵电机、牵引变 压器、变频器的工况及回路的绝缘情况进行监控和保护。 采煤机电控箱防爆型式：Exd[ib]I (隔爆兼本质安全型)
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真空接触器 真空接触器以真空为灭弧介质，其主触头密封在特制的真空灭弧管内。 当操作线圈通电时，衔铁吸合，在触点弹簧和真空管自闭力的作用下触点闭 合；当操作线圈断电时，反力弹簧克服真空管自闭力使衔铁释放，触点断开。 接触器分断电流时，触头间隙中会形成由金属蒸汽和其它带电粒子组成的真 空电弧。因真空介质具有很高的绝缘强度，且介质恢复速度很快，真空电弧 在第一次过零时就能熄灭，燃弧时间一般小于10ｍｓ。 特点 1 分断能力强：分断电流可达额定电流的10～20倍； 2 寿命：电寿命达数十万次，机械寿命可达百万次； 3 体积小、重量轻、无飞弧距离，安全可靠； 4 维修简便，主触点无需维修，运行噪声小，运行不受恶劣环境影响； 5 可频繁操作。
额定电压
油泵电机功 率
截割电机
牵引电机功 率
破碎电机 功率
1
MG100/245
245KW
1140
45
100×2KW
2
MG170/425-WD
411KW
1140V
11KW
170×2KW
30×2KW
3
MG300/710-WD
710KW
1140V
20KW
300×2KW
45×2KW
4
MG200/500-WD
1
采煤机电控部概图
接线腔
变频调速腔 开关腔 变压器腔
2
主进线
3
实现三机联动
采煤机根据全自动联合 采煤机组设计，可根据运输 机负荷自动调整采煤机牵引 速度，实现了自动记忆采煤 高度、运程自动化监控、采 煤机工作三机（采煤机、液 压支架、运输机）联动。设 备运行状态参数的采集、监 测、传送、记录、故障诊断 等，全面提升了采煤设备的 机械化和自动化水平。