天地上海采煤机电控原理课件-朱晓东

采煤机操作设备及显示画面
采煤机电气故障的类型 及其处理方法（参考经验）
• 1、 开机时，按“主启”后煤机没有任何反应 • a． 看“主机”机械闭锁按钮是否到位，多活动几下看是 否有手感； • b． 将隔离手把左右活动几下，看是否隔离手把的辅助触 电没有合到位； • c． 松开“主启”按钮速度太快，磁力启动器还没有反应 过来就已经松开； • d． 在磁力启动器上，用二极管测试磁力启动器的远控状 态是否动作正常； • e． 如果磁力启动器正常，检查先导回路是否正常。具体 就是：按住“主启”按钮，用万用表测试XQA.7与 XQA.8之间是否有二极管特性，如果正反都有电阻，则 二极管击穿；如果正反都不通，则先导回路有断电。 • f． 如果先导回路测试正常，检查主电缆控制芯线是否断。
通过显示窗口菜单可以查看故障报警，操作状态（包括电控箱和内部保护、左右端头操 作站、开关量输入口状态、继电器输出和控制等），数据记录，电流曲线，温度曲线，保护和其他 （包括电机保护状态、牵引保护与控制、电源和通信状态、系统其他参等），以及帮助信息。选中首 选项按一下显示，可以返回主窗口。
如上图所示，当操作指令输入到数字量模块后，对应的接点显示会变绿，相应的，输出 节点也会变绿，这种图形对应显示对于故障查找是非常有帮助的。 六个发光二极管显示分别为本安5V、本安12V、非本安24V、非本安12V、整流桥输 出24V 和瓦斯保护的显示。
在系统检测到有故障时，显示屏将保存和显示故障报警信息。同时，系统运行过程中所 采集到的各个电机的工作电流、温度等数据,可存入系统存储卡中，并可随时导出，方便 查 看和分析。通过电控箱面板上显示按钮，可选择显示屏幕其他窗口。按一下显示按钮， 松开后显示屏将弹出显示窗口菜单，如图所示，选中项目被突出显示，并且每2 秒钟切 换一个选项，在要显示的项目被选中时按一下显示按钮即打开相应窗口。
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采煤机电气系统原理图
主要部件及参数
• 本机电气系统分为电气控制系统和变频 调速系统两个部分。主要控制部件包括 • KXJZ-260/3300C 型采煤机用隔爆兼 本质安全型电控箱（以下简称电控箱） 和KXJT-20/3300C
• 型采煤机用隔爆兼本质安全型调速箱 （以下简称调速箱）。
5.95 4.4
20 20
泵电机 1 台
第二节电气系统组成及原理
• 电气系统分布
• 整个电气系统由电气控制系统和变频调速系统，以及一些辅助 系统组成。电气控制系统和变频调速系统对应的控制部件分别 为电控箱和调速箱。辅助系统主要包括分线盒、端头控制站、 遥控器、瓦斯检测仪等部件及电缆系统。整台采煤机的机械动 力由两台截割电机，两台牵引电机及一台调高电机提供。整个 电气系统的操作控制由一套控制器组件实现，它是一种采用网 络分布式结构的嵌入式计算机控制系统。
（一）三种受控方式
• 对于整机的控制有三种人机交互方式：遥控器、端头操作站、机身按钮。
• 遥控器：操作人员可以随身携带；可以实现控制机组的牵停、方向、加/减速、 主停、左摇臂升降（左摇控器）、右摇臂升降（右摇控器）控制。井下控制距 离 15米有效，为推荐使用的操作方式。 。 • 端头操作站：置于采煤机两端；可以实现控制机组的牵停、方向、加/减速、 主停、左摇臂升降(左端头站)、右摇臂升降(右端头站)控制。 • 机身按钮：置于电控箱面板上，可以实现机组的主启、主停、牵引送电、牵引 断电、牵启、牵停、方向、加/减速、运闭等控制。 • 当机组送上电后，遥控器控制指令、端头站控制指令、机身按钮控制指令并行 给PLC开关量输入模块。 • 遥控器发出指令后，通过遥控器接收盒PA2将无线调制信号解调，并驱动相应 的继电器动作，动作的节点信号输入给PLC开关量输入模块。 • 端头操作站发出指令后，通过端头站接收盒PA1将编码信号进行解码，经过译 码并经过光电隔离后驱动相应的继电器动作，动作的节点信号输入给PLC开关 量输入模块。 • 机身按钮操作直接将动作的节点信号输入给PLC开关量输入模块。 • PLC组件得到输入指令信号后进行程序算法运算，输出相应的动作。
《天地上海采煤机电 气知识培训》
宁煤矿山机械制造维修分公司电气车间 朱晓东 2014.5.12
MG450/1020-QWD型采煤机含义
电牵引 无链 倾角（0-35度） 装机总功率(KW) 截割电机功率（KW） 滚筒 采煤机
无链电牵引采煤机的组成部分
采煤机电气系统总述
第一节 电气系统概述
该电气控制系统是为MG450/1020QWD型电牵引采煤机配套而专门研制的，分 为电气控制系统和变频调速系统两部分。它采 用了基于DSP嵌入式计算机控制技术、先进的 信号传输技术、大屏幕中文显示技术等。结构 上采用网络分布结构。即可调节和控制采煤机 截割部的工作，又能通过对变频调速装置的控 制，实现采煤机牵引部的无级调速，系统控制 可靠，保护完善，显示直观，操作方便。
（4）互感器组件 共安装有两个电流互感器， 用于检测左、右截割电机主回路电流， 型号为： WBI414F21-150A/4～20mA、24V。 （5）遥控接收盒PA2遥控接收盒主要用于处理由遥控发射机发出的无线信号。经过解调、 检波、鉴频、放大后驱动一个继电器，并将该继电器的接点输出，送到控制器组件以控制 采煤机的运行。 （6）指令转换盒PA7 指令转换盒主要完成两种功能。一种是用于处理变频器返回的状态指令，包括：接触器 状态、松闸指令和变频器运行指令，这些指令通过指令转换盒的隔离处理，以节点信号方 式进入到数字量模块，由程序算法处理。缺少这些指令，变频器将无法正常运行。指令转 换盒的另一种功能是将主控制器输出的4~20mA 速度指令转换为0~10V 后给入变频器用于 速度调节，同时将变频器返回的0~10V 牵引电流信号转换为4~20mA 给入模拟量模块，用 于牵引电机的功率保护。 （7） 显示单元 显示单元包括一个GP 显示器和六个发光二极管显示。GP 显示器为液晶图形界面，与系统 主控制器模块通信，实时显示系统的各种工作参数、工作状态和操作提示信息等。在系统 检测到有故障时，显示屏将保存和显示故障报警信息。同时，系统运行过程中所采集到的 各个电机的工作电流、温度等数据,可存入系统存储卡中，并可随时导出，方便查看和分 析。通过电控箱面板上显示按钮，可选择显示屏幕其他窗口。按一下显示按钮，松开后显 示屏将弹出显示窗口菜单，选中项目被突出显示，并且每2 秒钟切换一个选项，在要显示 的项目被选中时按一下显示按钮即打开相应窗口。（如下图）
2）.开关量输入模块 开关量输入模块有32个24VDC的输入点，所有输入按每组8个 排列成4组，每组公用一个公用端，由两个24针插头联接器完成 输入的连接。输入信号在模块内部由光耦进行隔离。 在模块的上部有32个LED显示灯，显示各个输入点的动作情 况。 3）.开关量输出模块 开关量输出模块为继电器输出型模块，有16个输出点，每个 输出点的容量为2A，输出点按每组4个点分成4组，每组有一个公 用电源输出端子。 在模块的上部有16个LED显示灯，显示各个输出点的动作情况。 4）.模拟量输入输出混合模块 模拟量输入输出混合模块提供了4个4～20mA或0～10V的输入通道 和2个0～10V的输出通道。用于截割电机和牵引电机的负载采样 信号的输入和速度指令信号的输出。 5）.RTD模块 RTD模块提供了6路RTD的输入通道，直接接入温度传感元件 Pt100测得的温度数值。用于检测截割电机的温度信号。
本电气系统对采煤机进行下列操作、控制、保护及显示
• 1. 通过磁力起动器远控方式，在采煤机上完成采煤机的起动、停止（兼 闭锁）； 2. 通过磁力起动器远控方式，在采煤机上完成工作面输送机的停止（兼 闭锁）； 3. 采煤机左、右截割电机的温度监测和135℃、155℃热保护； 4. 采煤机左、右截割电机的功率监测和恒功率自动控制、过载保护； 5. 左、右截割电机分时启动； 6. 泵电机的温度监测和155℃热保护； 7. 牵引电机的功率监测和过载保护； 8. 牵引电机的温度155℃热保护； 9. 采煤机牵引速度零位抱闸保护； 10. 通过电控箱、遥控器、端头控制站，完成采煤机的牵引操作； 11. 通过端头控制站、遥控器实现左、右摇臂的升降； 12. 电控箱先进的全中文显示界面，提供操作步骤的提示，实时显示截 割电机的功率和温度、 采煤机的牵引给定速度等工作参数。 13. 变频调速箱具有变频器输入电压、输出频率、输出电流以及各种故 障等显示。
受控电机参数表
型号 额定电压 （V） 3300 额定电流 （A） 101 额定功率 （kW） 400 备注
YBC-450G1
截割电机 2 台
YBC-55B1 或YBC-50 项1 或YBQYS2-50
380
107 97 95.6
55 50 50
牵引电机 2 台
YBCB-20G1 或YBRB-20
3300
该机电气系统主要特点有
1.牵引系统采用主从式的“一拖一” 结构，即两台变频 器分别拖动两台牵引电机的工作方式，变频器自身实 现恒功率调节； 2.采用以PLC为核心的专用计算机控制系统和模块化的设 计，体现了先进的设计理念； 3.系统采用了先进的信号传输及通讯技术，以网络形式 连接，便于扩展系统性能。数字信号的传递方式提高 了数据的可靠性和准确性； 4.采用大屏幕液晶显示器，人机界面友好，提供全中文 显示界面，系统参数显示全面准确； 5.具有运行状态及参数故障记忆功能，有助于分析查找 系统故障原因，电控系统具备较强的故障自诊断能力。
• 电控箱的结构
• 采煤机电控箱布置于采煤机的中间框架的右侧，为隔爆兼本质 安全型，具有控制、操作、显示及连线、分线等功能。整个电 控箱内分为三个腔体，其一为位于老塘侧的控制腔，其二为位 于老塘侧的高压腔，其三为连线和分线用的接线腔。高压腔与 接线腔之间通过九个3300V 单芯穿墙接线端子及一个过线组 来联系。控制腔与接线腔之间通过四个过线组来联系，其中一 个过线组用于本安电路。接线腔煤壁侧开盖，腔内有两个接线 端子排用于控制线的分线；腔内两端底部各有一个接地端子， 用于进出电缆接地线的连接。
主要技术参数
• 采煤机主要技术参数为： • 电控箱主要技术参数为：
• 额定工作电压：AC3300V • 额定频率： 50Hz • 总装机功率： 1020kW
• • • •
额定工作电压：AC3300V 额定频率： 50Hz 额定电流： 260A 控制电源：本安12V、5V， 非本安12V、24V本安电源参 数：最高开路电压12.5V， 最大短路电流1.3A。
（二）电控箱的组成
• （1） 电源组件 • 电源组件包括控制变压器、熔断器、整流桥、滤波器、本安电源 模块、非本安电源模块等。控制变压器：原边为400V，副边有交 流 28V、190V、220V（一个160V 抽头）、两组～18V（公共零点） 四组抽头；非本安电源模块：使用控制变压器副边220V 抽头， 输出F24V、F12V 电源供控制器组件、显示器及指令转换盒使用； 本安电源模块： 共有两个，公用控制变压器190V 副边抽头，输 出本安5V 供控制器组件中部分电路及端头站使用；输出本安12V 供控制器组件部分电路、压力接点及瓦斯传感器使用；整流桥： 使用控制变压器28V 副边抽头，输出S24V，供电磁阀使用。 • （2）控制器组件 • 1）.CPU CPU模块安装在第一个槽中，采用331型CPU，最大1024个开 关量I/O点和128IN/64OUT模拟通道，具有2k寄存器和16k字节的 用户存储器。
调速箱主要技术参数为：
额定工作电压： AC3300V 额定工作电流： 20A 变频器输入电压/频率： 400V/50Hz 变频器输出电压： 0～380V 变频器输出频率： 3～83.4Hz 所控电机功率： 2×55kW 或2×50kW 所控电机电流： 2×107A 或2×97A 或2×95.6A 控制方式： V/F 或矢量控制（3～50Hz,恒转矩；50～83.4Hz，恒功率） 过载能力： 150% 1 分钟 变换效率： ≥95％ 保护功能： 过载、过流、过热、过频、过压、欠压、对地短路、漏电闭锁等。