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沈阳三一重型装备有限公司EBZ掘进机电气系统培训三一重型装备有限公司自动化研究所二零零六年十二月沈阳三一重型装备有限公司概述悬臂式掘进机主要是为煤矿综采工作面准备巷道掘进服务的机械设备。主要适用于半煤岩巷道的掘进工作，也适用于条件类似的其它矿山及工程施工巷道的掘进工作。集切割、行走、装运、喷雾灭尘与一体，包含多种机构，具有多重功能。该系列掘进机适用于掘进破碎煤岩硬度f=4～8(10),坡度16～18°，断面6～24平方米的煤或半煤岩巷道，掘进机由截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、后支承、液压系统、水系统、润滑系统、电气系统构成。沈阳三一重型装备有限公司电气系统概图截割电机油泵电机电控箱操作箱前照明灯后照灯截割急停电铃系统急停甲烷报警仪沈阳三一重型装备有限公司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)沈阳三一重型装备有限公司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：AC1140/660V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额定电流额定电流见(附表1)额定频率额定电流50Hz沈阳三一重型装备有限公司电控系统主要技术参数额定功率额定功率见(附表1)系统输出路数输出路数5路本安部分本安电源输入电压：DC24V；输出电压：DC12V甲烷传感器工作电压：DC12V最大工作电流：130mA使用条件海拔高度不超过2000米周围环境温度-5℃～+40℃沈阳三一重型装备有限公司电控系统主要技术参数周围空气相对湿度不大于95%(+25℃)能承受掘进机的振动,与水平安装倾斜度不超过15°适合在有沼气爆炸性混合物隧道或矿井中无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中无长期连续滴水的地方污染等级3级安装类别Ⅲ类沈阳三一重型装备有限公司电控箱的结构电控箱是按照GB3836.1-2000《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。沈阳三一重型装备有限公司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，并用螺栓和箱体紧固。左门内侧面设置了装有开用螺栓和箱体紧固。左门内侧面设置了装有开关电源、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。沈阳三一重型装备有限公司电控箱的结构主控器控制盒是整个电气系统的核心，掘进机的每个动作，各个部分的运动情况的检测，各种保护的实现等都是由它处理后执行的，通过快速插接头可方便地实现与其他电器设备的连接。内装有EPEC运动控制器、本安电源、开关电原。沈阳三一重型装备有限公司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，接线腔盖是用螺栓和箱体紧固。沈阳三一重型装备有限公司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。真空接触器控制截割高速电机、截割低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机的运转。利用阻容吸收电路吸收主回路电动机断电瞬间的反向电势。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。沈阳三一重型装备有限公司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浙江煤山矿灯厂生产的GM2-400型隔离开关。该开关为掘进机的负荷开关，适用于交流50Hz、额定电压660V及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。该开关为非防爆开关，需装载隔爆箱内使用，并在开关与隔爆箱之间加装一个连接头。连接头由用户自己配制。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。开关在经受三次事故电流后应进行检修。沈阳三一重型装备有限公司主电路中选用元件的参数EPEC运动控制器EPEC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；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；沈阳三一重型装备有限公司主电路中选用元件的参数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。沈阳三一重型装备有限公司主电路中选用元件的参数真空接触器我公司现在生产的定型产品中真空接触器选用的是锦州八二三零和昆山国力厂生产的。适用于交流50HZ，主回路额定工作电压1.14KV及以下等级，额定工作电流400A及以下等级的电力系统中，接通与分断及频繁地起动和控制交流电动机用。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。沈阳三一重型装备有限公司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、熔断器、漏电断路器、电压表、开关电源等组成，一次侧为AC1140V/660V，二次侧为AC220V、AC36V、AC24V。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。为了安全可靠，在控制回路中增设了中间继电器。沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理在操作箱上、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装在操作箱上。沈阳三一重型装备有限公司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）沈阳三一重型装备有限公司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(此时可以对机器进行操作)沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理复位、警报将“复位/警报”开关旋至“警报”位置，警报继电器线圈得电，其常开点闭合，电铃回路接通电源，电铃鸣响，系统发出警报。将“复位/警报”开关旋至“复位”位置，控制系统内各报警故障均复位。截割电机启动前必须先发出报警信号电机漏电闭锁检测在启动油泵电机时(将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置)，系统先整体对截割高、低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机进行漏电闭锁检测，即各回路漏电闭锁检测继电器同时吸合沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理如有漏电发生，则分别对各个电机进行检测，确定漏电的电机，并显示。在此过程中所有电机都不能起动，显示屏显示画面(以油泵漏电闭锁为例)如下：沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理油泵电机启动、停止启动：将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响7秒后停止，此时油泵运行继电器得电，其常开点闭合，从而使真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，油泵电机主回路接通电源，电机运行。停止：将“油泵启/停”开关旋至“停止”位置，油泵运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，主触点断开，油泵电机主回路电源被切断，运行中的油泵电机将停止运行。沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理启动后，显示屏将显示画面如下：注：通过此画面能监测油泵电机各相的电流值和故障信息（当油泵电机出现过载、过流、断相等故障时，显示屏将显示相对应的故障画面）。沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理截割高速的启动、停止启动：油泵运行后，将“高速启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响5秒后停止，此时高速运行继电器得电，其常开点闭合，使高速真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，使高速电机主回路接通电源，高速电机起动运行。停止：将“高速启/停”开关旋至“停止”位置，截割高速运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，接触器主触点断开，截割高速电机主回路电源被切断，运行中的截割高速电机停止运行。截割低速的启动、停止启动：油泵运行后，将“低速启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行沈阳三一重型装备有限公司电路的组成及工作原理警报运行继电器先得电，电