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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2009年3月沈阳三一重型装备有限公司培训内容1.掘进机电器系统概述2.掘进机各电器元件识别3.掘进机基本控制原理4.掘进机专家系统5.掘进机操作及注意事项6.未来的发展趋势沈阳三一重型装备有限公司1.掘进机电器系统概述1.掘进机电器系统概述掘进机电器系统是掘进的控制中心，是掘进的神经中枢，是整机的重要组成部分，与液压控制系统配合，来实现整机的各种生产作业。电器系统能够实现对掘进机整机电器、机械、液压系统的监控和保护，同时对执行机构下达相应指令。沈阳三一重型装备有限公司1.掘进机电器系统概述1.1电气系统组成掘进机电气系统主要由操作箱、电控箱、电机、防爆电铃、防爆照明灯、瓦斯传感器等组成。沈阳三一重型装备有限公司1.掘进机电器系统概述截割电机电控箱本安操作箱前照明灯截割急停系统急停瓦斯报警器沈阳三一重型装备有限公司后照明灯（LED）油泵电机总急停防爆电铃1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司本安操作箱二运电机1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2电气系统特点1.2.1操作简单所有操作可通过操作箱上的开关完成，控制面板上的7个操作按钮和1个系统急停按钮可实现操作轻松、自由。7个操作按钮分别控制“警铃-复位”；“上翻页-下翻页”;二运电机“启动-停止”;油泵电机“启动-停止”;截割高速“启动-停止”;截割低速“启动-停止”;锚杆电机“启动-停止”。1个系统急停按钮。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.2电控箱内部结构紧凑电控箱内部元器件虽然较多，但分布合理紧凑，相同功能元器件布置于同一位置，元器件布置整齐的同时也有利于元器件工作时整体散热。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.3结构简单电气系统主要控制元器件安装在电控操内部，器件根据其功能分块布置于内部。主控器与其他控制元件隔离开，保证控制信号不受干扰。电气系统从控制回路到执行元件，每个回路的电气件都实现最优化，而且执行机构比较容易识别，通过最少的检测元件实现最多的多的监控功能。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.4维修方便由于电气系统采用了模块设计的理念，每个功能单元都是相对独立的，这样比较容易查找故障点，在维修时具有相同功能的元器件可以实现互换，保证在最短的时间内排出故障。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.5安全可靠电器系统中主要控制和执行器件都采用进口或国能知名品牌的器件，降低了设备的故障率，缩短设备故障停机时间，减少由于停机导致的不必要经济损失。电控箱外围器件采用本质安全型或防爆型器件，既符合井下电器件使用标准，又保证整机电器系统的安全运行。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.6先进的控制器和显示器目前，国内的掘进机电控系统大多采用PLC控制系统，人机界面采用文本显示器。这种系统的优点是可靠性高、编程简单、维修方便；缺点是防护等级低，拆装不便（点对点连线），文本显示器最多只能显示2～4行内容。国外的掘进机则是采用微电脑加PLC控制系统，人机界面采用CRT显示器。这种系统的优点是控制功能强大，可靠性高，CRT显示器可图文显示，显示容量大；缺点是编程复杂，连线多，系统结构复杂，维修不便，防护等级低，CRT显示器的抗震性差。工业用触摸屏可图文显示，显示容量大且可靠性高。我公司采用专用运动控制器作为主控器（EPEC）。这种系统的优点是体积小、可靠性高、抗震性好、防护等级高（IP67），适用于长期恶劣工作，功能强大，编程简单，主控器采用CAN总线通信技术减少大量接线，插接式连接，拆装十分方便。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.7功能强大的故障报警专家系统我公司在控制软件中设计了故障报警专家诊断系统，集成了控制系统中常见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，并伴随有报警铃声提醒操作者注意。完善的故障报警专家诊断系统，可显示39条故障信息及每一种故障所对应的排故步骤提示，维修人员提供了极大的方便。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.8采用防高压隔离模块我公司又自主研发的防高压侵入低压光电隔离保护模块（GLBH模块）即能可靠地监测电机回路的漏电情况，又能将检测回路与主控器安全地隔离，大大地提高了系统的可靠性和安全性。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.2.9自动煤岩识别功能（选配功能）我公司在控制软件中设计了根据所截煤岩的硬度，可自动进行高低速转换（高速截煤，低速截岩）1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.3整机各电器部件的位置（附图）1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司1.4掘进机电器参数（附表）掘进机电机配置表序号产品型号供电电压油泵截割高速截割低速二运电机锚杆电机功率功率功率功率功率（V）（kW）（kW）（kW）（kW）（kW）1EBZ1001140/66055100----7.5/11152EBZ1321140/66055132707.5/11153EBZ132CZ1140/66075132707.5/11154EBZ160C1140/6607516010011155EBZ160J1140/6609016010011156EBZ200C114011020011011157EBZ200H114011020015011151.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司2掘进机各电器元件识别2.1空气断路器2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司我公司现在生产的定型产品中断路器选用的是由穆勒公司生产的NZMN3-AE400-S1型号断路器。该断路器为掘进机的电源开关，适用于交流50Hz、额定电压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，切忌带负载通/断。断路器的机械寿命在频繁操作时不超过2000次。断路器参数（过载电流、保护电流）可调（建议不要调整）2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司短路器符号代号：QF2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.2熔断器：代号：FU符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。电路中正确地安置了熔断器，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。熔断器是不可以循环使用的。1.掘进机电器系统概述沈阳三一重型装备有限公司2.3电压传感器代号：TV符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：被测量的电压通过传感器中的分压电路，取得与被测电压成正比的0-5V的信号电压，经过A/D转换由采集器接受，然后采集器以适当的形式把结果传送给计算机。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司电流传感器2.4电流传感器代号：TA符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：通过测量置于电流路径上的电阻上的压降来监视电流的电路。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.5交流真空接触器代号：KM符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：频繁地起动和停止三相交流电动机。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。真空接触器主要由真空灭弧室和操作机构组成。真空灭弧室具有通过正常工作电流和频繁切断工作电流时可靠灭弧两个作用。但不能切断过负荷电流和短路电流。操作机构是由带铁芯的吸持线圈和衔铁构成。线圈通电，吸引衔铁，接触器闭合；线圈失电，接触器断开。吸持线圈一般有直流和交流两种形式。真空灭弧室的外壳用玻璃或陶瓷绝缘材料制成，内部的真空度通常在0.01Pa以上。由于壳内的空气少，触头开距可以做得很小，电弧也较容易被熄灭。触头材料一般用铜、锑、锇等合金制成。灭弧室内屏蔽罩的作用是，当分断电流时，凝结触头间隙中扩散出来的金属蒸汽，有助于熄弧，还可以防止金属蒸汽溅落到绝缘外壳上降低其绝缘强度。动触头与外壳下端用波纹管连接，动触头可以上下运动又不会漏汽。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司真空接触器的优点真空接触器熄孤能力强，耐压性能好，操作频率较高，寿命长，无电弧外喷，体积小、重量轻、维修周期较长。真空接触器的真空灭弧室制造时工艺要求很高，如果工艺不良，灭弧室的真空容易下降。触头材料材质不好，在分断电流时会出现截流过电压现象，即在分断电流时，由于真空灭弧室的熄弧能力很强，电弧电流不是自然过零时切断，而是从电流的某一值突然降到零，由此而出现高的过电压。截流电压会危及电气设备的安全运行。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.7阻容吸收器代号：FV符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：阻容吸收器可有效抑制操作过电压的瞬间振荡和高频电流、使过电压的波形变缓、陡度和幅值降低。再加上电阻的阻尼作用、使高频振荡迅速衰减.无论对哪种负荷设备都非常有效.是使电器设备避免因操作过电压造成绝缘损坏.保证电器设备安全运行必不可少的理想过电压保护装置。阻容吸收器一般常与大用户线路及大型感性负荷线路使用(如:大型电动机、电钢炉等）配合使用。因为大型感性负载在送电合闸瞬间会产生高压电势（日光灯的镇流器就是个好例子），而且故障时，又会引起振荡。而阻容吸收器利用电容吸收能量，能够有效地吸收由感性负载和其它因素引起的浪涌电压，使过电压不超过允许值，并利用电阻的阻尼作用，使振荡迅速衰减，以预防为主，标本兼治。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.8控制变压器代号：TC符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：控制变压器和普通变压器原理没有区别.只是用途不同.变压器的工作原理是用电磁感应原理工作的。变压器有两组线圈。初级线圈和次级线圈。次级线圈在初级线圈外边。当初级线圈通上交流电时，变压器铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势。变压器的线圈的匝数比等于电压比。例如：初级线圈是500匝，次级线圈是250匝，初级通上220V交流电，次级电压就是110V。变压器能降压也能升压。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.9辅助触点代号：TC符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：传递信号指令。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.10电压表代号：PV符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：显示接触器两端的电压值（220V）。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.11开关电源代号：UR符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：提供控制系统所需要的DC24V电压。我公司控制部分供电才用的是交流220V输入，直流24V输出的开关电源供电，我公司所用的开关电源选择的是朝阳电源公司生产的4NIC-Q/192型电源模块，其特点是体积小，重量轻，电压转换效率高，宽电压输入范围，采用零电压、零电流技术，有良好的电磁兼容性，并具有过流保护、短路保护、过热保护和过压保护。2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司2.12本安电源代号：ibU符号：2.掘进机各电器元件识别沈阳三一重型装备有限公司功能：本质安全电源，属于爆炸性气体环境用防爆电气设备，在强制性国家标准GB3836中有明确要求。可以是直流，也可以是交流，它在极端情况下的放电能量不会点燃爆炸性气体。本质安全防爆方法是利用安全栅技术将提供