电气系统幻灯片

上海创力矿山设备有限公司ShanghaiChuangliMiningEquipmentCo.,Ltd.,感谢：各位领导、专家对上海创力的支持与关怀！,电气介绍,上海创力与您真诚合作,目录,一、产品特点二、主要用途及适用范围三、工作原理四、操作方法五、故障处理六、安全保护装置及事故处理七、包装、运输、贮存警示：,一、产品特点,KXJ4-246/1140（660）E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、CX4-4/12矿用本质安全型操作箱（以下简称操作箱）、BAL1-36/127/150矿用隔爆型电铃、BZA1-10/24-1ZS矿用隔爆型压扣控制按钮、DGY35/24B隔爆照明灯、YBUD-200/110-4/8掘进机用隔爆型三相异步电动机（截割电机）、DYB-90A泵站用隔爆型三相异步电动机（油泵电机）、BYD11-160-8050隔爆型电滚筒（二运电机）、GJC4低浓度甲烷传感器组成S160A型掘进机电气系统。是整机的主要组成部分，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。,KXJ4-246/1140E矿用隔爆兼本质安全型开关箱是S160A掘进机电气系统的核心。控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用动力载波技术，仅用两芯通讯电缆便可实现，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。,2.1主要用途:本开关箱主要用于控制S160A掘进机的截割电机、油泵电机、二运电机的起动、停止，所控制电机工作电压AC1140V/660V；对掘进机的电铃、照明灯、总急停、截割急停按钮及瓦斯断电仪提供控制信号，具有低压漏电保护功能；以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截割、二运3个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。,二、主要用途及适用范围,2.2适用范围:本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合。本产品可使用在具有煤尘和潮湿的恶劣环境中。,2.3使用环境条件：a.运行环境温度为540；b.海拔不超过2000m；c.周围空气相对湿度不大于90%(+25)；d.在无破坏绝缘的气体或蒸气的环境中；e.能防止滴水的地方；f.有显著振动与冲击的地方；g.与水平面的安装倾斜度不超过16；h.在含有瓦斯等爆炸性混合物的矿井中；i.污染等级3级。,2.4型号及组成意义：,三、工作原理,电控系统各回路组成及工作原理分述如下(详见KXJ1-/E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱电气原理图)：3.1主回路：主回路主要是由隔离开关QS、真空接触器KM1-KM4、阻容吸收电路RC1-RC4以及电流互感器TA1-TA12组成。隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路各接触器上端得电。通过控制回路分别闭合真空接触器KM1-KM4，油泵、截割、二运电机、风机便可运转。各回路利用阻容吸收电路RC1-RC4吸收主回路过电压。电流互感器TA1-TA12检测各回路电流，转换成电压信号送可编程控制器，通过PLC对电机进行保护，并通过显示窗和液晶屏显示故障原因。,3.2控制电源：控制电源主要是提供电控系统各等级工作电压。控制电源主要由电源变压器KB、熔断器FU1-FU4、断路器QF1QF4、整流单元、本安电源、霍尔传感器HEC1-HEC2、接触器KM5KM8共同组成对220V、120V和24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。电源变压器为1140V和660V通用。注意：本机型适用AC1140或660V。,3.3控制回路：3.3.1控制回路的组成:控制回路是以可编程控制器（简称PLC）为核心，通过RS232通讯接受CX4-4/12操作箱的控制信号，通过内部程序运算控制继电器输出，实现各电机的启动和停止。同时PLC接受电流互感器的信号、瓦斯传感器信号、漏电检测信号、KM1-KM4反馈信号、电机温度保护信号，通过程序实现整个电控系统的保护功能。SB1-SB3为紧急停止按钮，SB1装在操作箱上，和设在整机油箱前侧的紧急停止按钮SB2一样为总急停按钮,拔出总急停KA2、KA3吸合，KM5断电，切断220V供电，各电机将不能启动。截割紧急停止按钮SB3设在整机左侧，司机席前部，拔出SB3并自锁,截割电机将不能启动。PLC接受甲烷传感器动作信号，控制继电器KA12吸合停前级电源。,3.3.2控制回路的工作原理:系统送电后，液晶屏显示“上海创力矿山设备有限公司”信息，同时开关箱视窗内的指示灯齐亮并闪烁，检查指示灯有无损坏，稍后熄灭，同时PLC控制漏电闭锁继电器KA11、漏电闭锁接触器KM7吸合，进行各回路漏电检测，如系统正常则按顺序进行以下操作。,3.3.2.2油泵启动、停止:进入电机启动画面后，液晶屏仅显示油泵电机的状态信息“油泵停止”。瞬时按油泵按键，PLC输出点DO1.B7无输出，断开漏电闭锁检测KM7，3s后DO1.B7控制的继电器KA6吸合，其常开点KA6.1闭合,接触器KM1吸合，其常开触点KM1.3闭合，接通油泵计时表H1,油泵电机开始计时。同时常开触点KM1.1闭合，输入至PLC的DI1.B0,PLC检测到此信号认为油泵启动，否则将发出油泵启动失败的故障信息，按复位键复位。油泵启动后状态信息将变为“油泵运行”，液晶屏右列第一个指示灯（第一为油泵，第二为截割低速，第三为截割高速，第四个为二运）由空心变为实心，同时液晶屏上依次显示“油泵运行”、“截割停止”、“二运停止”、“风机停止”，此时三台电机才允许启动。再次瞬时按“油泵”按键，主控器发出指令控制接触器KM1断开，KM1.1断开，主控器检测到输入信号DI1.B0断开，认为电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM1主触头粘合，发出“油泵粘连”故障信息。油泵电机正常停止后，液晶屏再次显示油泵启动前的画面信息。,3.3.2.3截割启动、停止:油泵电机启动后，瞬时按“截割”按键，主控器启动5s的定时，同时输出点DO1.B7控制KA10吸合，电铃鸣响，截割开始启动前预警。液晶屏上截割状态信息变为“截割预警”。定时时间到，DO1.B7断开KA10.1，电铃停止，PLC输出DO1.A3控制断电器KA7闭合,其常开点KA7.1闭合,接触器KM2吸合，常开触点KM2.3闭合，接通截割计时表H2，截割开始计时。常开触点KM2.1闭合，输入至PLC的DO1.B2，PLC检测到此信号认为截割已启动，否则发出截割启动失败的故障信息，按复位键复位。截割启动后状态信息将变为“截割运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。再次瞬时按“截割”按键，PLC输出Y3控制继电器KA7断开,控制接触器KM2断开，KM2.1断开，PLC检测到输入信号DO1.B2断开，认为电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM2主触头粘合，发出“截割粘连”故障信息。截割停止后状态信息显示“截低停止”。按下位于机器左侧的截割急停按钮，截割将不能启动或运行中立即停止，截割状态显示为“按复位键复位”，再次启动截割须按复位键复位。,3.3.2.4风机启动、停止油泵电机启动后，瞬时按“风机”按键，PLC输出点DO1.A3控制KA9吸合，其常开点KA9.1闭合,接触器KM4吸合，常开触点KM4.1闭合，输入至PLC的DI1.B2，PLC检测到此信号认为风机电机已启动，否则发出风机启动失败的故障信息，按复位键复位。风机启动后状态信息变为“风机运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。再次瞬时按“风机”按键，PLC控制接触器KM4断开，KM4.1断开，PLC检测到输入信号DI1.B2断开，认为风机电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM4主触头粘合，发出“风机粘连”故障信息。风机停止后状态信息显示“风机停止”。,3.3.2.5二运启动、停止:油泵电机启动后，瞬时按“二运”按键，PLC输出点DO1.A5控制KA9吸合，其常开点KA9.1闭合,接触器KM4吸合，常开触点KM4.1闭合，输入至PLC的DI1.B3，PLC检测到此信号认为二运电机已启动，否则发出二运启动失败的故障信息，按复位键复位。二运启动后状态信息变为“二运运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心。再次瞬时按“二运”按键，PLC控制接触器KM4断开，KM4.1断开，PLC检测到输入信号DI1.B3断开，认为二运电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM4主触头粘合，发出“二运粘连”故障信息。二运停止后状态信息显示“二运停止”。,3.3.2.6总急停和截割急停:机器运转过程中,拔出总急停按钮SB1或SB2,输入PLC信号DI1.A0,PLC停止所有的输出,使运行中的各电机立即停止。并显示总急停的报警信息，再次启动需按复位键。SB3为截割急停,按下截割急停按钮，输入PLC信号DI1.A0,PLC停止截割电机,截割电机将不能启动，截割状态显示“故障连锁”，需按复位键解锁。,3.3.2.7电气连锁:主要的电气连锁有：a.必须发开机信号才能进入启动画面，油泵电机才能启动。b.只有当油泵电机启动后，截割电机、风机、二运电机的状态信息才显示，否则按键“截割低速”、“风机”、“二运”将不起作用。油泵停止，运行中截割电机、风机、二运电机将停止。c.截割高、低速之间有电气联锁。d.启动截割电机时首先自动启动截割预警，预警结束后截割电机才启动。e.利用限位开关XK2,确保在无负荷情况下，隔离开关QS停、送电。f.当前级电源先导回路接XF2.6和XF2.7时，开箱门和瓦斯闭锁可停前级电源。,3.3.2.8遥控:在主控器上增加了一个遥控操作器,当主控器、操作箱出现故障或维修时可以用遥控器做应急处理来控制机器的启动、停止。注：遥控器将保护屏蔽了，只能应急处理不能用于正常生产作业。,3.4.保护回路3.4.1保护回路的电路组成:保护回路主要是由电流互感器TA1-TA9,电机内温控元件，霍尔传感器HECO1HECO2、交流接触器KM5、KM6共同组成对AC220V、AC120V和AC24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。交流接触器KM7完成主电机回路漏电闭锁和所有电机的A相电流检测的切换。PLC接受电流互感器、温度继电器、霍尔传感器、漏电闭锁采集的信号通过程序判断各种故障，送液晶屏和显示视窗显示故障信息。,3.4.2保护回路的工作原理（以油泵电机为例）:首先开机前检查供电电压及各回路绝缘状态。当出现过电压、欠电压、瓦斯超限、漏电闭锁时，各电机将不能启动，同时显示出故障状态。油泵电机运转过程中，出现过载、过流、三相不平衡、断相等故障时，PLC接受电流互感器采集的电流信号通过程序运算，使输出点DO1.A2断开，继电器KA9断电，接触器KM1断开主回路，运行的油泵电机停止。同时液晶屏和显示窗显示故障状态，当出现过流和断相时，按操作箱复位按钮可以重新启动。过载保护和漏电闭锁为自动复位，过载三分钟后复位，绝缘恢复到漏电闭锁值的1.5倍时自动复位。截割低速、截割高速、二运电机的保护原理和油泵电机相同。,3.4.2.1漏电闭锁和低压漏电保护:当系统送电后，PLC输出Y7使继电器KA11闭合,其常开点KA11.1闭合,漏检接触器KM7吸合，对各回路漏电检测，当主电路单相对地绝缘电阻值降到40K以下时电机不能启动。如各回路正常可以启动电机，启动电机前断开漏检继电器，停止漏电检测，然后电机启动。当电机全部停止后，延时2秒漏检继电器吸合，检测各回路漏电。当AC220V、AC120V、AC100V、AC24V低压线路对地绝缘过低到规定值时保护动作，显示220V漏电或24V漏电（参考值AC220V为5K，AC127V为3K，AC24V为2K）。在未开机的情况下，进入参数修改画面可以对各电机漏电检测回路和粘连检测回路进行试验，以验证系统的可靠性。分别按油泵、截割低速、截割高速、二运，对应出现漏电和粘连故障信息，则认为检测系统正常。,3.4.2.2电机温度保护:当油泵和截割电机绕组温度达到155时，埋在电机定子绕组中的温度继电器动作，信号送PLC，PLC通过程序控制油泵或截割电机停止运转。电机冷却后自动复位。3.4.2.3电机过载保护:当电机出现过载时，程序采取反时限过载保护。过载动作后，使电机停止，3分钟自动复位。,3.4.2.4电机三相不平衡及断相保护:当电机出现断相及三相不平衡率达到60时，PLC发出电机断相故障，使电机停止，按复位键复位。3.4.2.5各电机过流保护:当各回路电流达到额定电流8-10倍时，PLC在200-400毫秒动作，使电机停止，按复位按钮复位。3.4.2.6系统过电压、欠电压保护:当系统电压超过额定电压15时,起动时低于额定电压75或长时间低于额定电压85时，PLC动作,发出电压异常故障信息,使电机停止，电压正常时自动复位。,3.4.2.7瓦斯闭锁保护:当瓦斯检测仪测得的瓦斯含量达到1.5%时，PLC通过程序控制串入前级的瓦斯继电器KA12闭合,其常闭点KA12.1断开,从而停前级电源。3.4.2.8水流量异常保护:当水流量检测开关动作时，PLC接收到此信号，发出水流量异常报警信息，使截割电机停止，水流量正常时自动复位。,3.5显示3.5.1操作箱液晶屏显示内容如下：a.各电机的状态显示b.所有故障信息显示c.各电机的电流显示d.截割电机的负荷显示e.系统电压显示f.故障记录查询显示,3.5.2开关箱视窗内设有故障状态及其它显示，具体显示内容如下：a.系统工作电压显示b.各电机短路显示c.各电机过载显示d.各回路粘连显示e.220V、24V低压漏电显示f.各电机断相显示g.各电机漏电显示h.瓦斯闭锁显示i.水流量异常显示j.总急停显示k.电压异常显示m.油泵、截割电机超温显示n.油泵、截割电机运行时间显示,四、操作方法,向上搬动开关箱右侧电源开关手柄至“接通”位置，此时前后照明灯齐亮。同时操作箱液晶屏点亮，显示画面1“上海创力矿山设备有限公司”，开关箱视窗内指示灯齐亮，可检查指示灯有无损坏,延时5秒后指示灯熄灭,同时液晶屏切换至画面2。画面2正下方为电压检测值，右下方为供电系统电压（660/1140V）选择指示，左上角为参数修改状态显示，当处于参数修改状态时，R/S将闪烁显示。画面2左下方为“开机”按键，按住“开机”键警铃响，5秒后警铃停，切换至启动画面。启动画面的初始显示见下图画面3。观察工作现场，确认不能发生机械和人身事故，方可启动油泵。,画面1,画面2,画面3,画面4,瞬时按“油泵”按键，油泵即可运转（在试车时应注意油泵电机运转方向，若反转应重新接线）。瞬时按“二运”按键，二运电机即可运转。若需截割低速作业,则瞬时按“截低”按键，首先截割预警自动启动，预警信号发出5秒钟后，截割电机低速启动运行，见画面5和画面6。,画面5,画面6,若需截割高速作业,则瞬时按“截割高速”按键，预警信号发出5秒钟后,截割高速即可运行，见画面7和画面8。,画面7,画面8,重量,开机和翻页复用同一按键，油泵电机启动后按翻页键切换至监控画面9。再次按翻页键切换至电流监控画面10，继续按翻页键返回至启动画面。若油泵电机未启动，在开机画面中按翻页键返回至开机画面2。运行监控画面最左边一列为4台电机的电流显示，中间一列上面是截割负荷显示，下面是电压显示，右边一列是棒状图形，显示截割负荷。电流监控画面10显示电机的三相电流，便于监控三相电流是否平衡。,画面9,画面10,当出现故障时，液晶屏将弹出故障报警画面11并具有锁定功能，故障排除后自动返回至切换前的画面或直接按翻页键退出至启动画面3.一幅画面最多能显示4条信息,最顶部能显示最新的故障信息.故障分两种情况:一种为信息内容带“”需要按复位键复位,另一种不带“”,不需要按复位键,条件满足时自动复位,画面左下角也相应提示操作信息.该控制系统具有故障记忆和查询功能,能够记忆15条最近的故障信息,序号越小,故障信息越新,并具有故障记录清除功能.按“ALM”键将登录故障查询画面12,按“”键以升序方式查询故障记录,按“”键以降序查询故障记录,记录可以断电保持,按翻页键能够清除故障记录,按“ALM”键退出故障查询画面。,画面11,画面12,在开机画面中按住“”键10秒可以进入系统设置画面13，根据相应的画面提示可以进入“参数修改”画面14和“漏检试验”画面15。通过参数修改画面可以修改警铃时间（最短时间为5s），但是必须将主控制器内电源板上的参数修改开关拨至“修改”状态，修改后拨回“运行”状态，当处于修改状态时右上角显示R/S（运行状态时不显示R/S）并且在开机画面右上角闪烁R/S。漏检试验画面中能够进行漏电试验操作，分别按油泵、截低、截高、二运按键进行漏电试验，试验成功，自动跳至漏电闭锁画面，按复位键退至修改画面。可以试验下一台电机。按翻页键退至开机画面。,画面15,画面14,画面13,如何修改电压等级，以系统电压1140V改成660V为例，将所有电机的接线由三角形接法改为星形接法；更改变压器的接线，将从隔离开关到白色高压保险柱的两根黑色细高压线最外面的一根接到中间的白色高压保险柱（就是选择变压器的660V那一档，在变压器原边线上有线号标示660V）；将前左门板打开，可以看到贴了标签的主控器，这是将主控器中间的拨钮开关拨到修改状态，显示屏幕上的左上角会出现R/S的标记如图16，这是按一下开机健就可看到屏幕的右下角系统电压变为660V如图17，再将主控器的拨钮开关打到正常位置。,画面16,画面17,停机时再次瞬时按对应的按键，即可停止各台电机。操作顺序原则上和开机顺序相反，也可根据实际情况进行。尽量避免利用急停按钮停整机，也不允许利用停油泵电机的方法停其它电机。停机后，切断电源，取下电源开关手柄。系统高级参数修改:高级参数修改分为两部分：一部分是操作箱与主控制器上修改开关配合才能修改的参数，有“报警屏蔽”“参数修改”两种；另一部分是不需要打开开关箱可直接在操作箱上进行修改的参数，“漏电试验”在开机前自检“漏电检测”系统好坏时使用，可直接在操作箱的修改画面中进行。,高级参数设置方式:在“开机画面”状态下按住“二运”键不放,10S后进入高级参数设置画面,如画面16,进入该画面后当前所选择的参数会闪烁“漏电试验”,如果将参数修改开关拨到“修改”位置,按“”键在“漏电试验”处会依次闪烁“报警屏蔽”和“参数修改”,如果主控器修改开关不在“修改”位置,则只能显示“漏电试验”。按“ALM”键则会进入当前选定（闪烁）的下一级页面。,画面16,画面17,a.如在“漏电试验”闪烁时按“ALM”键则会进入“漏检画面”画面17，依次按动“”键，刚会出现相应的“报警屏蔽”和“参数修改”字样。如不出现可能是相应控制元件有问题。b、在“参数修改”闪烁时按下“ALM”键则会进入报警时间参数修改状态画面，如画面18按下“”键则时间会增加“5S”，按下“”则减少5S，按下退出键返回上级画面17。C、在“报警屏蔽”画面闪烁时按下“ALM”键则会进入“报警屏蔽”如画面19，“报警屏蔽”画面共分5页有“油泵屏蔽”、“截割屏蔽”、“截低屏蔽”、“二运屏蔽”、“其它”。在“报警屏蔽”画面中按下“”键会依次出现上述内容并闪烁，按下“ALM”会进入报警画面，按退出键返回上一级画,画面18,画面19,C、在“报警屏蔽”画面闪烁时按下“ALM”键则会进入“报警屏蔽”如画面19，“报警屏蔽”画面共分5页有“油泵