矿用防爆变频电控系统

串行通讯
主控台上三个显示器用来显示提升机运行 所需参数及相应状态。显示器通过串行通讯方 式从可编程控制器接收数据并经单片机处理进 行显示及语言报警（与原防爆主控台不同之处： 将原来的通讯板FX2N-485-BD用FX2NC-232ADP 代替与信号转换板上的单片机进行通讯，再由 信号转换板将通讯数据传到中显示器单片机 上。 ）。显示器显示内容：容器位置、提升 速度、打点次数、提升时间、提升钩数、制动 油压、电机电流和KT电流的显示及安全条件具 备、安全继电器工作、停车、正向提升、反向 提升、信号已发、变频运行、变频故障等的状 态指示。
防爆后备机芯
• 后备保护显示板与主控台显示板一样，也是通 过RS485串行通讯方式从可编程控制器接收数 据并经单片机处理进行显示。 • 显示内容：显示板上有两组4位数码管分别显 示容器位置和提升速度；还有8个发光二极管 分别为安全回路、减速点、等速段超速、减速 段过速、接近井口2m/s限速、过卷、深指失效 的状态指示，有一个备用指示灯。 • 后备保护的功能：主要是安全回路双线制和减 速功能。它通过外部所接的传感器采集绞车运 行的参数，经过内部可编程控制器的运算处理 输出一个安全回路和一个减速接点信号。 • 以上是对防爆变频电控系统简单的介绍。
P2 N2 P3 N3
制 动 油 压
润 滑 油 压
主 令 给 定
手 闸 给 定 模拟隔离板 P3 N3 IN1 IN2
可 调 闸 1
可 调 闸 2
L0 IV 防爆可调闸板
L
+24V +24V
COM
Y5
Y4
Ⅱ、继电器箱原理图介绍 1、A型继电器箱原理图
该继电器箱内共有 一个空气断路器（-QF） 两个接触器和两个继电 器。两个接触器（KM1 、KM2)用来控制油泵电 机。两个继电器（K1、 K2）为安全继电器，其 返回信号进入可编程控 制器的输入点。接触器 和继电器线圈的控制信 号是由控制箱的可编程 控制器输出控制。
二、原理介绍
• 控制箱原理图 • 继电器箱原理图 • 提升机综合后备保护装置
Ⅰ、控制箱原理图介绍 1、电源部分
控制箱的供电为AC 220V，由电抗器箱提供该电源。 该电源在控制箱内先经过两个滤波器分为三部分：一部 分为可编程控制器供电；另两部分分别为本安电源板和 防爆电源板供电。
本安电源板输出分为两路：一路为DC6V为主控台上 三个显示器提供本安电源；另一路为DC12V为外围传感器 光耦板的初级及模拟隔离板的初级提供本安电源。 防爆电源板输出为DC24V的电源，分别为防爆可调 闸板和模拟隔离板的次级提供电源。
3、可编程控制器开关量的输出部分
该可编程控制器有32个输出端，共分为6组：Y0～Y3 为一组，其中Y0、Y1完成液压站上两个比例溢流阀的切 换控制；Y4 ～Y7为一组，其中Y4、Y5完成润滑油压信 号与KT电流信号的切换输入4AD第三通道； Y10～Y13
为一组，其输出为备用输出点；Y14～Y17为一组，其输 出为备用输出点； Y20～Y27为一组，其中Y20为正转控 制信号， Y21为反转控制信号， Y22为整流控制信号， Y23为VDC复位信号， Y24为急停控制信号， Y25为VDI 复位信号； Y30～Y37为一组，其中Y30、Y31为继电器箱 内两个接触器的控制信号，Y32、Y33、Y34、Y35为液压 站上电磁阀的控制信号，Y36安全继电器控制信号。
防爆变频电控系统
（主控台部分）
夏宏强
焦作华飞电子电器股份有限公司 2008年10月
防爆变频主控台部分
一、系统介绍 二、原理介绍 三、安装注意事项 四、常见故障分析
一、系统介绍
防爆变频电控系统共有以下三大部分组成： ⒈ 矿用本质安全型主控台（THZ-1/6） ⒉ 矿用隔爆型变频调速箱（XBT-132/660） ⒊ 矿用隔爆型滤波电抗器箱（XKB-200/660）
该继电器箱内共有 一个空气断路器（-QF） 、一个变压器、一个整 流桥和四个继电器。四 个继电 器（K1、K2、 K3、K4)用来控制液压 站上的电磁阀。该型继 电器箱主要用来对液压 站上直流24V电磁阀的 控制。继电器线圈的控 制信号是由控制箱的可 编程控制器输出控制。
4、D型继电器箱原理图
该继电器箱内共有 一个空气断路器（-QF） 和一个变压器。该型继 电器箱主要用来对提供 一个AC220V的电源。
矿用本质安全型主控台 （外型结构如下）
检修 1号泵开 安全条件
停车 变频运行正向提升反向提升
Biblioteka Baidu电机电流（A） 提升时间(S)
深指失效
主机外过卷
减速段过速
信号已发
2号泵开 润滑油压（MPa）
安全继电器 制动油压（MPa）
变频故障
等速段超速
速度超2m/s
提升钩数（per）
该主控台为分体式结构。主控台前 面有两个完全对称的小柜。一个装有主 令控制器，另一个装有手闸控制器，且 两个控制器的位置可以互换。在两个小 柜的上面分别有一个安装开关按钮箱的 位置，实际使用中只需一个开关按钮箱， 未装开关按钮箱的用一个大小合适的铁 板盖好。主控台正面三个显示器分别是 左、中、右，与原主控台不同之处在于 中显示增加一个液晶显示屏完成行程、 故障等一些内容显示 ，并且其余数码管 和指示灯的定义也不同于以前的内容。
Ⅲ、防爆后备保护原理图介绍
防爆后备保护的供电电源为AC127V，该不但为可编程控制器 和本安电源板供电，而且还为防爆电铃供电。 防爆后备保护所用可编程控制器为FX2N-16MR，其输入为8个 点，加上扩展的FX2N-16EX共24点。外围输入信号：位置速度信 号、深指脉冲信号、正反向到位信号、行程校正按钮信号、复位按 钮信号和联机脱机开关信号。 防爆后备保护显示部分是以通讯的方式接收可编程控制器发出 的数据。可编程控制器通过通讯板（FX2N-485BD）将需要通讯的 数据发出经过光耦板的隔离输入到显示板的单片机中，经单片机处 理后输出相应的数码管和指示灯。 可编程控制器的输出Y0控制防爆电铃，Y6控制安全继电器，Y7 控制减速继电器。安全继电器的接点用来接入电控系统的安全回路 中，继电器的接点用来作为电控系统的外部一个减速点。
JXB10/660矿用隔爆型继电器箱
• 型号意义 JX B -10/660
额定电流/额定电压 隔爆型 继电器箱
继电器箱的分类和内部组成
• 根据现场液压站或制动部分不同的控制要求，矿 用隔爆型继电器箱共设计四种类型 • 第一种继电器箱由一个M611、两个B16接触器和两 个JTX继电器组成 • 第二种继电器箱由一个M611和四个B16接触器组成 • 第三种继电器箱由一个M611、一个变压器、一个 整流模块和4个JTX继电器组成 • 第四种继电器箱有一个M611和一个变压器组成 注：第一种为系统必须具备的，另外三种为可选件 根据现场实际情况选配。
2、可编程控制器开关量输入部分
控制箱内的可编程控制器为FX2N-64MR，其共有 32个输入点。完成外部开关量信号的采集。 开关量输入部分除了安全继电器返回接点、变频运行 和变频故障返回信号为直接进入可编程控制器的输入端外， 其他输入都经过光耦板的隔离，光耦板的初级为本安信号， 外围传感器均为本安电源（DC12V）供电。光耦板的次级 直接接入可编程控制器的输入端。
2、B型继电器箱原理图
该继电器箱内共有 一个空气断路器（-QF） 四个接触器。四个接触 器（KM1、KM2、KM3 KM4)用来控制液压站上 的电磁阀。该型继电器 箱主要用来对液压站上 电压较高（如：AC660 V)的电磁阀控制。接触 器线圈的控制信号是由 控制箱的可编程控制器 输出控制。
3、C型继电器箱原理图
主控台特点：
主控台采用两套原装进口PLC，完成安全回路双线制功能，
完全满足《煤矿安全规程》中的各种安全保护要求。
提升工艺控制软件采用标准化、组件化、智能化设计，具
有完善的提升工艺控制和保护功能，多种运行方式。
显示器采用现场总线通讯技术，接线最少，功能强大，可
以显示提升机的各种状态参数。
矿用隔爆兼本质安全型控制箱
控制箱外型结构图
控制箱机芯图
新控制箱与原控制箱的对比：
• 选择体较小的FX2NC系列可编程控制器。用一个FX2NC-32MT作为主 控机，将原来的防爆后备保护去掉，用一个FX2NC-16MT作为监控 机完成 《煤矿安全规程》中规定的安全回路双线制。 • 主控机增加一个FX2NC-32EX和一个FX2NC-16EYR-T模块完成相应的 输入、输出控制及必要的备用点。 • 增加一块信号转换板，用它完成八路模拟输入和两路模拟量输出 以及与可编程控制器和显示器的串行通讯，它解决了模拟量输入 通道不够并取代原来的模数转换模块（FX2N-4AD）和数模转换模 块（FX2N-4DA）。 • 原来的通讯板FX2N-485-BD用FX2NC-232ADP代替与信号转换板上的 单片机进行通讯。 • 选用外型尺寸与三菱可编程相符的台达生产的可编程电源模块 （DVP-PS02）。并将原来控制箱内的防爆电源板去掉用该电源模 块供电。
模拟量输出信号两路：一路是数模转换模块第一通道 输出直接到可调闸板上；另一路是数模转换模块第四通道 输出到变频器去的变频给定信号。 可调闸板有两路模拟量输入（0～10V），这两路信号 在可调闸板内进行比较，可调闸板的输出信号是以两路输 入中较小的对应变化。可调闸电流采样输出为0～10V的电 压信号，对应可调闸的输出电流为0～1000mA。 模拟隔离板的供电：初级为DC12V的本安电源，该电 源由本安电源板提供；次级为DC24V的非本安电源，该电 源由防爆电源板提供。 可调闸板的供电为DC24V的非本安电源，该电源有防 爆电源板提供。 模数转换模块（FX2N-4AD)和数模转换模块（FX2N4DA)的供电为DC24V的电源，该电源由可编程控制器提 供。
语言报警功能，使查找故障方便快捷。 适应各种电压等级的电机和电磁阀，通用性强。
KXJW-1/220矿用隔爆兼本质安全型控制箱 • 型号意义 KX J W-1 / 220
额定电流/额定电压 微机控制
隔爆兼本质安全型
控制箱
控制箱内部组成：
• • • • • • • • • FX2N-64MR可编程控制器 FX2N-4AD模/数转换模块 FX2N-4DA数/模转换模块 FX2N-485-BD通讯板 BADY-2型本安电源板 FBDYB-1型防爆电源板 MNGLB型模拟隔离板 FBKTZB型防爆可调闸板 FBGOB-2型防爆光耦板
继电器箱机芯（A型）
继电器箱机芯（B型）
继电器箱机芯（C型）
继电器箱机芯（D型）
KHT115提升机综合后备保护装置
• 型号意义 KH T 115
申请安标序号 提升 矿用保护设备
提升机综合后备保护装置的组成 • • • • • • • FX2N-16MR可编程控制器 FX2N-16EX扩展输入模块 FX2N-485-BD通讯板 HBDYB型电源板 HBXSB型显示板 HBJDQB型继电器板 BPGOB-2型光耦板
电控系统组成
矿用防爆变频电控系统
焦作华飞电子电器股份有限公司
主控台完成提升机的工艺控制和各种保护，具有完整 的显示和语言提示功能。
变频器和电抗器箱作为电控系统的传动部分主要对提
升机电机的升降速实现变频调速，另外对电机具有完善的 保护功能。
防爆主控台主要有三部分组成：
矿用隔爆兼本质安全型控制箱（KXJW-1/220）
分体式主控台
整体式主控台
串行通讯
以上两种主控台上都有三个显示器用 来显示提升机运行所需参数及相应状态。 显示器通过RS485串行通讯方式从可编程控 制器接收数据并经单片机处理进行显示及 语言报警（与非防爆型主控台不同之处）。 显示器显示内容：容器位置、提升速度、 打点次数、提升时间、提升钩数、制动油 压、电机电流和KT电流的显示及安全条件 具备、安全继电器工作、停车、正向提升、 反向提升、信号已发、变频运行、变频故 障等的状态指示。
4、模拟量的输入、输出及可调闸控制部分
模拟量输入信号共六路：制动油压、润滑油压、主令 给定、手闸给定、电机电流和可调闸电流检测，前四路为 本安信号输入经过模拟隔离板转换后接到模数转换模块的 相应通道上，其中手闸给定信号转换后直接到可调闸板。 润滑油压和可调闸电流通过切换输入到模数转换模块的第 三通道上。从变频器过来的电机电流接在模数转换模块的 第四通道上。这些信号经模数转换模块在可编程控制器内 转变为数字量。
提升机综合后备保护装置（ KHT115）
矿用隔爆型继电器箱（JXB-10/660）
THZ-1/6矿用本质安全型主控台
• 型号意义 T H Z - 1 / 6
额定电流/额定电压 综合
本质安全型 操纵台
• 根据现场要求设计生产了两种： • ⒈整体式结构。整体式结构主要用在绞 车制动系统为电气控制的现场 。 • ⒉ 分体式结构。分体式结构应用场所较 广泛 。不但能用制动系统为电气控制的 现场，而且还能用在有手动机械小抱闸 等的现场 。该主控台前面有两个完全对 称的小柜。一个装有主令控制器，另一 个装有手闸控制器，且两个控制器的位 置可以互换。