组合开关

• 过热模块Fra Baidu bibliotek• 急停闭锁继电器 • 控制回路快速熔断器（保险） • 安全隔离栅 • 控制按钮
快开门结构
开关电源 • 将变压器组件的220V
交流电源变为直流电 源，为控制系统提供 稳定的直流电源。
PLC控制保护组件 • 为整个控制系统的大脑，实现开关的起动停止逻辑判断及保
护等功能
液晶屏 • HMI人机互动显示屏，
理器模块，通过 Com0 进行在线下载控制软件，并与 HMI 液晶显示器进行数据通讯，显示器实时显示 PLC 运行过程 中的状态和数据参数，通过模块自身的 IO 输入输出接口对 真空接触器、漏检继电器、远控接口进行实时控制，9输入 接口能够实时采集控制按钮、漏电闭锁模块、过热保护模块 等输入状态；根据输入状态进行保护控制，LM3109E 模块 与其他功能模块通过总线进行数据通讯，
将程序内部的数据用图 像的方式显示出来，以 及用户对内部参数进行 修改等。
远控急停组件 • 远控急停控制模块有两
路独立的远控电路，可 以控制两个回路的起停， 也可以控制开关的急停 闭锁功能
漏电闭锁模块 • 此模块主要功能是对接触器下口到电机绕组的绝缘监测，应
用独立的 DC12V 电源，DC12V 通过电阻、接触器的常闭、 高压继电器的常开以及电抗器接主回路。分压点通过回环比 较器输出的开关量经过光电隔离后进入PLC输入。
过热模块 • 每个过热模块可以将4路电机的热保护经隔离后接入PLC输
入口进行电机的热保护。过热模块同时还有将电压互感器出 来的电压信号和温度信号整流滤波后输入PLC模拟量输入口 来读取当前电压和温度的作用
急停闭锁继电器 • 主要为开关提供的急停闭
锁功能和PLC之间进行隔 离控制
安全隔离栅 • 将显示屏输出的
的输入输出信息。 • IN 入 • OUT 出
CPU • 中央处理器。也做叫微处理器。指具有运算器和控制器
功能的大规模集成电路。 • 相当于人的大脑
近控起动 • 1，按下近控起动按键，即接通PLC的输入口I1.0 • 2，PLC内部程序控制，断开漏电检测输出Q1.0，接通
输出Q0.0 • 3，Q0.0输出接触器吸合
• 远控起动 • 远控停止 • 近控和远控的区别 • 电流的采集 • AD和DA模块 • 组态软件
PLC • Plc：可编程逻辑控制器 • 其特点是拥有强大的数据采集能力和对某一种自动控制
过程的优秀处理能力
I/O口 • I/O口：就是输入输出地址 • 每个PLC设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己
电流的采集 • 交流电压信号通过过热模块转变为直流电压信号 • 直流电压信号输入AD模块 • 通过数字量计算出电流
AD和DA模块 • AD模块：将模拟量转变为计算机认识的数字量 • DA模块：将数字量转变为模拟量、 • 数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，模
数转换则相反。外部信号一般的连续变化的模拟量，而CPU 只能处理数字量，就需要将模拟量转化成数字量传输给CPU。
漏电闭锁保护 • 电动机送电前，采用附加直流源的方法，检测三相供电线路
和电动机绕组对地的绝缘电阻，当绝缘电阻降低到规定值时， 禁止合闸送电。 • 当电动机绕组或电缆对地绝缘电阻值小于40＋20 % KΩ时 实现主回路漏电闭锁，解锁值不小于闭锁动作值的1.5倍。
漏电闭锁保护
3300
100
+20
电机过热保护 • 真空电磁起动器过热保护电路的直流电源、直流继电器与电
• 四组高压出线接线柱，分别为： • U1 V1 W1 ------------ 第一回路接线柱 • U3 V3 W3 ------------ 第三回路接线柱 • U2 V2 W2 ------------ 第二回路接线柱 • U4 V4 W4 ------------ 第四回路接线柱 • 在出线腔右侧装有组合式接线端子排，其中包括
接触器组件 • 220V交流真空接触器，其
作用为控制主回路的通断
变压器组件 • 主要为整个开关提供电源
1、 接触器的起动电源 2、保护控制器及显示系统电源
电流互感器 • 将大电流变成小电流
信号，通过电阻将电 流信号转变成电压信 号进入AD进行转换 后进入PLC，用来测 量电流的大小。
电压互感器 • 将大电压转变为小电压信号，进入PLC模拟量输入口来读取
电流采集模块 • 通过电流互感器的电流采集，并联电阻后转换为电压信号，
进入 LM3316C 模块，电流采集模块内部将 两相叠加后计 算出 第三相相电流，该模块根据用户预先设定的额定电流 的大小，进行自动增益控制，最终输出电流实测值，PLC 的 用户程序再转换为与额定电流的倍数进行过载保护；针对该 模块提供的短路保护开关量输出，在硬件上不参与控制，作 为系统查询使用
IO口扩展模块 • 扩展PLC的输入和输出接口，即扩展I/O口数量
控制原理 • 近控 • 远控 • 急停控制 • 闭锁控制
保护原理
• 为了保证起动器及其控制设备的安全，起动器设有：过流、过载、相不 平衡、缺相、操作过电压和漏电闭锁等多种保护。
• 当被控制电动机运行时，其电动机电流由电流互感器二次输出--LM3316C模块整流滤波---模/数转换---- LM3109CPU 模块。CPU 随 时检测三相电流值，进行综合分析和处理。判断电动机运行是否正常， 还是过流、过载、相不平衡和缺相故障。当 CPU 根据预定的程序分析 后，判断发现故障 ----发出指令后 CPU 模块上的继电器断开---- 接触 器 KM 释放---- KM 主触点断开 ----电动机停止运行。同时将故障信号 指令送到 HMI 显示屏，进行故障信息显示。
当前电压值 • 类似一个小变压器
漏检继电器 • 当主回路接通时，断开漏电检测回路，防止大电流冲击控
制系统，当主回路断开时，延时10秒后接通漏电检测。
阻容吸收装置 • 其作用是抑制电动机操
作瞬间产生的过电压， 防止过电压烧坏控制系 统 • 实质就是防止过压
快开门结构
• 开关电源 • PLC控制保护组件 • 液晶屏 • 远控急停组件 • 漏电闭锁模块
三、 组合开关设计理念的区别及原因
• 国家井下矿用开关安全要求 • 国家井下矿用开关防爆要求 • 国家井下矿用开关电气要求 • 开关性能要求 • 开关成本要求 • 开关实用性要求 • 开关外观要求
四、开关主要零部件的通用及试用性 • 1、QJZ-700/3300-4型开关主要零部件表 • 2、QJZ-800/1140-4型开关主要零部件表（徐州大修）
输出Q0.0和自保输出Q1.4 • 3，Q0.0输出接通控制接触器吸合
远控停止 • 1，按下远控停止按键， • 2，通过远控急停模块断开PLC的输入口I2.0 • 3，断开输出Q0.0和自保输出Q1.4 • 4，断开接触器 • 5，接通漏检继电器
近控和远控的区别 • 1，远控需要二极管和远控急停模块 • 2，远控需要多输出一个自保点 • 3，远控的停止按键没有输入PLC，为硬件停止 • 4,近控输入用的是软件自锁，远控输入用的是硬件自锁。
组态软件 • 组态软件可以理解为“组态式监控软件”。“组态”的
含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通 过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能， 而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有时 候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。 “监控”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动 化设备或过程进行监视、控制和管理
起动器 隔爆兼本安 真空 总电流(A) 输入电压(V) 回路数
MODBUS485信号进行本安 处理，将非本安信号转换为 本安信号同上位机进行通讯。
二、 组合开关电气控制原理 • 1、组合开关电气基础 • 2、电气原理图 • 3、PLC控制系统 • 4、控制原理 • 5、保护原理
1、组合开关电气基础 • PLC • I/O口 • CPU • 近控起动 • 近控停止
开关远控接线、过热保护接点、急停闭锁接点、 接触器辅助触点、对外MODBUS 485通讯接点 等
3、主控腔 • 隔离开关 • 接触器组件 • 变压器组件 • 电流互感器
• 快速熔断器（保险） • 电压互感器 • 漏检继电器 • 阻容吸收装置
3、主控腔
3、主控腔
隔离开关
• 隔离转换开关其作用是确保供电电源正向—断开—反向三个位置的 无载切换；在隔离转换开关上侧装有控制电源开关,作为独立的控制 电源开关用于试验状态下设备维修调试使用；在隔离转换开关右侧装 有急停按钮，实现隔离转换开关切换过程、与快开门机构之间的电气 互锁。
PLC控制系统 • 系统应用小型 PLC 控制器作为核心控制器,应用电流采集模
块采集四个回路的三相电流，应用八路模拟量输入模块进行 PT100 过热保护；应用 PLC 的 RS232 接口连接 HMI 触摸 屏作为显示器 • 中央处理器模块 • 电流采集模块 • IO口扩展模块
中央处理器模块 • 应用 PLC 控制器 LM3109E 作为核心控制器，作为中央处
近控停止 • 1，按下近控停止按键，即接通PLC的输入口I1.1 • 2，PLC内部程序控制，断开输出Q0.0 • 3，Q0.0输出控制接触器断开 • 4，延时后，PLC内部程序控制，接通输出Q1.0 • 5、接通漏检继电器
远控起动 • 1，按下远控起动按键，通过远控急停模块接通PLC的输
入口I2.0 • 2，PLC内部程序控制，断开漏电检测输出Q1.0，接通
20%（可设定）；
五、开关常见故障及维修
• 接触器故障：指接触器未按指令动作； • 远方闭锁：指起动器按外部闭锁指令处于闭锁状态； • CPU 模块和扩展模块的状态指示灯位于模块的前面板上，这些指示灯可以帮助
用户了解 CPU 模块的运行状态。CPU 模块的指示灯主要分为以下几种： • 1 通道指示灯：用于表明 CPU 模块 DI 或 DO 通道的工作状态； • 2 工作状态指示灯（RUN/STOP）：用于指示 CPU 模块处于何种工作状态，运
行或停止； • 3 通讯指示灯（COM）：用于指示系统对外通讯状态，包括数据帧的接收和发
送（此灯正常应处于闪烁状态是 CPU 模块和 HMI 显示屏处于即时通讯状态） ； • 4 故障指示灯（ERR）：用于指示 CPU 模块本身出现的各种可诊断错误。
规格型号 Q J Z - 700 / 3300 - 4
动机内部的热敏开关构成回路，通过检测直流继电器的闭合 状态检测电动机的过热保护输出状态。
F、 过压保护 • 由主回路接入阻容过压吸收装置实现。
显示原理 • HMI液晶显示屏同PLC之间通过MODBUS232连接。PLC将
内部设置和数据通过通讯传送给显示屏，显示屏将用户关心 的数据显示在屏幕里指定的位置上，方便用户观察。用户也 可以用按钮通过显示屏对PLC里的设置进行更改，更改后保 存，显示屏再将更改的数据传送给PLC里进行保存。
矿用隔爆兼本安真空电磁起动器
对电动机的保护原理及应用
义煤职教中心 刘书平
一、组合开关电气结构
• 1、进线腔 • 2、出线腔 • 3、主控腔 • 4、快开门结构
一、组合开关电气结构
1、进线腔
• 进线腔安装一组或 两组高压接线柱 U、 V、W，供进线或 配线使用。
• 喇叭嘴模式和快插 电缆连接器
2、出线腔
五、开关常见故障及维修
• 常见故障包括以下几项： • 过流：指电动机负载电流为整定电流值的 8 倍及以上； • 负载缺相：指电动机负载任意一相电流等于零； • 过载：指微电脑控制器检测计算出电动机的模拟温升超限； • 电动机过热：指电动机内部温度检测元件动作； • 漏电闭锁：指起动器的主回路对地绝缘电阻小于 1000%KΩ时闭锁起动； • 相不平衡：指任意一相电流与三相电流平均值之差的绝对值大于平均电流的
过流保护 • 电路电流大于或等于 8 倍整定电流时，起动器速断，动作
时间 0.2～0.4S； • MT 111-1998 矿用防爆型低压交流真空电磁起动器 7.2.1
过流保护
过载保护 • MT 111-1998 矿用防爆型低压交流真空电磁起动器 7.2.9
过载保护
相不平衡及断相保护
相不平衡及断相