PLCZK100型机载式采煤机电控系统说明书汇编

1、PLC-ZK100型机载式采煤机电控系统说明书m录第一章概论第二章结构与特点第三章适用范围第四章系统组成第五章采煤机的操作第六章电控系统的工作原理PLC-ZK100型机载式采煤机电控系统说明书前言PLC-ZK100型机载式采煤机电控系统是中国科学院沈阳计算所和沈阳经济技术开发 区创新数控设备有限公司共同开发研制的 .该系统本着可靠、 简便、高产高效和高技术的原则进行设计、 制造 .经过严格科学的 试验检测、长时间的模拟试验 ,力求高品位、高质量 ,以用户达到开机率高、产量高、获 得高的经济效益为宗旨 .本说明书是为用户的管理、 技术、 操作、维修人员准备的培训资料 .因为本系统技术 含量较高

2、,虽然操作方便、性能可靠 ,但仍需上述人员对本系统有详尽的了解 .操作人员经 严格培训上岗后 ,达到熟练而安全的操作 ,才能获得预想的效果 .对维修技术人员则需较高 的素质和公司的专门培训才能做到熟练与称职 .第一章 概论第一节 敬告与注意事项1、本说明是为鸡西煤矿机械有限公司编写的电控系统说明书.2、未经严格培训的人员不能操作和维修本系统 ,否则可能导致人员安全事故经济损失 .3、操作人员必须严格按照讲义和说明书及产品图纸所规定的规程进行机器的开机前检 查,机器开、停及各种功能操作 .专业维修人员在维修电器系统时也必须严格按照讲义 和说明书、产品图纸规定的规程进行维修 .4、本系统有高压线路

3、 ,又有微电子数字电路 ,并在有爆炸、可燃性气体、 粉尘环境下工作 . 在调整、检查、维修和更换电气原部件时 ,必须在断电状态下进行工作 .本系统所指断 电的准确含义是切断机器的全部电源 ,并且在 5 分钟之后 ,还需在井下供电处悬挂 ”停 电维修 ”标志.5、本系统的电子原部件的更换必须使用沈阳经济技术开发区创新数控设备有限公司提 供的配件 .否则可能发生安全事故和导致经济损失 .6、本系统配在具体型号的采煤机上后 ,根据合同上用户的要求 ,本公司将基本参数已设 定完毕 ,用户不得擅自改变 .如需要改变参数 ,需与本公司联系处理 .7、本系统贵重产品 ,在包装、发货、运输过程中 ,应有特殊防

4、潮、防倒、防冲击标志 .第二节 权利与义务1、本系统是高科技产品 ,有多项技术专利已经过国家专利局注册 ,侵权必究 .2、本说明书版权属于沈阳经济技术开发区创新数控设备有限公司,未经允许不得翻印 .否则 ,由此引起的一切后果由翻印者负责 .3、本说明书的解释权在鸡西煤矿机械有限公司及其派出人员,其他人员无权解释 .4、本说明书在不影响用户原订机型使用的情况下进行修改时,恕不另行通知 .如用户需要最新资料 ,请与我公司联系 .5、本公司负责对购买本系统用户的管理、技术、操作和维修人员的技术培训.6、本公司负责根据用户要求进行系统参数的设定、更改 .7、关于产品质量保证问题 ,公司本着对用户负责的

5、精神 ,在销售合同中具体承诺 .8、本公司负责对用户所需配件的充足供应 .第二章 结构与特点第一节 系统结构本电控系统为机载式 .除左、右操作显示站分别设在机身两端 ,其它所有电气设备均 安装在机身中间的电控箱内 .电控箱为隔爆兼本质安全型 .整个电控箱包括 PLC 单元 ,电源单元 ,本安电源 ,遥控接收器 ,端子板和散热片 .1、PLC单元:FPGC32T、FP0A80、FP0A21、FP0E16RS和 AFPG802.2、电源模块 :24V/2A 与 12V/1A3、本安电源 :全称本质安全型电源 ,电源模块 (2 个).4、遥控接收器 :12 路遥控接收端子板5、端子板 :10 路继电

6、器端子板6、散热片 :为主控箱降温的装置第二节 系统适应性1、电控系统已经采取防水、防潮、防尘、防震动等有效措施2、操作站外引的接头具有防水、防尘、耐腐蚀和可拔插功能3、电控系统具有强抗干扰能力 ,抗震动能力 ,并已做老化试验4、控制部分、本安电源部分要取得国家规定部门承认的防爆合格证第三章 适用范围1、海拔高度低于 2000 米；2、周围介质温度在 -10 +35 之间；3、+25时, 周围空气相对湿度不大于 97%；4、有瓦斯或爆炸危险的矿井；5、无足以腐蚀金属和破坏绝缘气体的场所；第四章 系统组成它主要由先导回路、主回路、主控制系统和交流变频调速系统四大部分组成. 详见采煤机电控系统原理

7、图 .1、先导回路 : 先导回路由一些旋转开关完成下列操作 :(1) 、通/ 切断巷道里的磁力启动器 , 即接通/ 切断采煤机的电源(2) 、工作面输送机的闭锁和解锁(3) 、停采煤机 : 即切断采煤机的电源(4) 、急停: 停采煤机的同时闭锁工作面输送机2、主回路 : 主要由一个隔离开关、两台功率为 200KW的截割电机、一台 11KW的泵电机和牵引 变压器组成 , 其主要功能就是其工作电压为 1140V.3、主控系统 :主控系统主要由主控器 ,左、右操作显示站和本安电源组成 .主控器是 PLC控制系统 . 其功能就是把操作显示站传送过来的操作指令以及采集到的各传感器的控制信号按预 先编制好

8、的程序进行处理 ,处理结果经过驱动电路输送给各执行机构 , 以实现对采煤机 的控制 .本安电源是供给两个操作显示站和编程站的工作电源 ,型式为本质安全型 . 主控 器与本安电源安装在同一个箱体内 .操作显示站也是一个计算机系统 .它有两个功能 , 一 是对采煤机的操作变成对应的指令编码 ,通过通信电缆输给主控器 . 二是将主控器输出 的显示信息处理后 , 通过屏幕以汉字和数字字符的形式定量的显示出来 . 主控系统具有以下功能 :(1) 通过操作显示站可完成 :a. 左、右摇臂的调高b. 破碎滚筒的调高c. 牵引控制d. 停牵引e. 急停(切断采煤机的电源 )f. 站控/ 遥控的选择g. 系统的

9、复位(2) 可以实现以下自动保护 :a. 截割电机的恒功率自动控制b. 左截割电机超温保护c. 右截割电机超温保护d. 左牵引电机超温保护e. 右牵引电机超温保护f. 变频器故障保护g. 牵引调速过流保护h. 左截割电机的电流检测及超载保护i. 右截割电机的电流检测及超载保护j. 左牵引电机的电流检测及超载保护k. 右牵引电机的电流检测及超载保护(3) 监控与显示内容a. 左、右截割电机的工作电流b. 左、右牵引电机的工作电流c. 牵引力d. 牵引速度e. 当关键性工作参数达到警界线时 , 如电流, 能显示警告信息f. 当出现故障时 , 执行保护动作的同时显示故障信息(4) 故障诊断a. 能显

10、示相应的警告信息和故障保护信息b. 具有故障记忆功能 , 断电后至少能保存最近发生的 20 次故障信息 , 以备重新上电时查 询4、交流变频调速系统交流变频调速系统是经过改制的 ABB 公司生产的变频器和两台交流牵引电机组成 . 工作可靠,使用灵活方便 ,各种保护比较齐全 .第五章 采煤机的操作第一节 操作功能 采煤机的控制操作集中在两处 ,一处是在机身中部的电控箱的侧盖上 ,另 一处是布置在机身两端摇臂与机身铰接点附近的左、右两个操作显示站上 (两个操作显示站完全一样 ).电控箱侧盖上的操作全部是旋转开关手把 ,而操 作显示站上的操作全部是按钮 .1、隔离开关手把 QS 将隔离开关手把瞬时针

11、转到”断”的位置上 ,则切断了主电缆回路 , 也就切断了采煤 机的全部电源 . 采煤机检修时必须将隔离开关打到”断”的位置 .将隔离开关 QS逆时针旋到”合”的位置上 , 则主电缆与电控系统接通 .2、控制开关手把控制开关手把集中在电控箱右端主控腔的前侧盖上 ,共有八个开关手把 , 进行先导回 路的操作及操作显示站的工作选择 ,变频器电源的开关 ,以及主控器 / 辅助控制器的选 择.(1) 操作显示站工作选择 开关 SA1(简称站选开关 ): 此开关是一个三位选择开关 ( 不带弹簧复位功能 ), 中间位置为”同时”工作位置 , 此时两个操作显示站同时工作 , 并且操作功能完全相同 . 将手把逆

12、时针转到”左站”位 置时, 只有左操作显示站工作 ,右操作显示站不工作 . 当顺时针旋转到”右站”位置时 , 情况刚好相反 .(2) 采煤机急停 开关 SA3:它有两个工作位置 ,即”停”和”开” .采煤机工作时应将其 旋到”开”的位置 . 若出现紧急情况时 , 将其旋转到”停”的位置 .这时开关将运输机闭 锁回路和磁力启动器 (巷道内的 )控制回路同时切断 ,使采煤机和运输机立即停机 .(3) 采煤机工作 开关 SA2:它也是一个有弹簧复位的三位旋转开关 ,用来控制巷道磁力 开关的.中间位置为”运行” ,左位为”停” ,右位为”启动” . 当采煤机开机需要供电 时, 首先应将 SA3旋到”开

13、”的位置上 , 然后将采煤机工作开关 SA2顺时针旋转到”启 动”位置 , 待电源指示灯亮 (约 13秒)后松手,这时磁力启动器接通开始向采煤机供电 . 若想切断采煤机电源则只须将开关逆时针旋转到”停”的位置上松手即可 .(4) 运输机闭锁 开关 SA4:是两位选择开关 ,即”闭锁”和”解锁” .正常工作时 ,应 在”解锁”位置上 . 若只想停工作面输送机 , 则应将开关 SA4逆时针旋到”闭锁”位置 .(5) 正常应急 选择开关 SA5:当主控器工作不正常时 ,为不影响采煤 ,可将此开关旋到 应急位置(顺时针转动 ), 这时主控器停止工作 ,其部分功能由辅助控制器来完成 ,注意 辅助控制器没

14、有数据显示和故障保护功能 .(6) 变频器电源 开关 SA6:将此开关旋到”通”位置 (顺时针转动 )时,变频器电源 (380v) 被接通.将此开关旋到”断”位置 (逆时针转动 )时,变频器电源(380v) 被切断.3、操作显示站的操作操作显示站的操作面板图 , 上面有 16个按钮,具体操作功能如下 :(1) ALM 按钮: 此键为系统自动报警 .(2) ESC 按钮:当信息界面处于系统自动报警界面时 ,可按此键退出 .(3) 滚筒向上 按钮: 按下时, 操作显示站同侧的滚筒上升 ; 按钮被释放时滚筒停止上升 .(4) 滚筒向下 按钮: 按下时, 操作显示站同侧的滚筒下降 ; 按钮被释放时滚筒

15、停止下降 .(5) 破碎部向上 按钮:按下时.破碎滚筒上升 ;按钮被释放时破碎滚筒停止上升 .(6) 破碎部向下 按钮:按下时,破碎滚筒下降 ;按钮被释放时破碎滚筒停止下降 .(7) 站控/遥控按钮:按下该按钮 ,可用随机配置的遥控器对采煤机进行操纵 (此时显示 站同时有效 ); 当再按下该按钮 , 则只能用操作显示站对采煤机进行操作 .(8) 故障查询按钮:按下此按钮,( 显示画面进入报警查询界面 )可以查询最近发生的 20 条报警.(9) 另侧按钮: 可以操作另一侧操作显示站 (本站操作将暂时处于无效状态 ).(10) 牵引向左 按钮 : 按下此按钮时 , 若采煤机牵引为零或正在向左运行时

16、 , 则采煤机向 左运行并加速到释放该按钮为止 , 采煤机将按照松手时的速度运行 ; 若采煤机正在向右 牵引, 按下该按钮时 , 则采煤机将减速直到释放该按钮为止 , 采煤机将按照松手时的速度 运行 . 按到采煤机速度为零时 , 释放该按钮则采煤机停止牵引 .(11) 牵引停按钮:按下此按钮 ,( 显示画面进入牵引停止界面 )采煤机立即停止牵引 .(12) 牵引向右 按钮 : 按下此按钮时 , 若采煤机牵引为零或正在向右运行时 , 则采煤机向 右运行并加速到释放该按钮为止 , 采煤机将按照松手时的速度运行 ; 若采煤机正在向左 牵引, 按下该按钮时 , 则采煤机将减速直到释放该按钮为止 , 采

17、煤机将按照松手时的速度 运行 . 按到采煤机速度为零时 , 释放该按钮则采煤机停止牵引 .若某一时刻左右操作显示站同时有调速操作 ,则两站所选升速方向相同 时 ,主控器执行升速命令 ,若两站所选调速方向相反时 ,则主控器不执行调速 命令.(13) 复位按钮:以下情况需要按此按钮 :a. 开机时: 当电控系统接通电源时 ,主控器正常工作后 .b. 当采煤机处于牵引停止时 .c. 当此时显示界面处于报警查询界面时 .d. 由于误操作或电源电压不稳出现主控计算机或操作显示站程序混乱时 , 可按此按钮试 验能否排除故障 .以上情况,按复位按钮,进入正常界面 .(14) 急停按钮: 按下此按钮采煤机所有

18、电机及变频器全部停止工作 .建议:在非紧急情况下 ,尽量避免按 急停按钮来达到切断电源的目的 .(15) 和(16) 两个按钮为备用按钮 .注意 :在显示操作站上禁止两个以上的按钮同时操作！ (遥控站相同 ) 第二节 采煤机的开机操作程序1、准备工作 : 操作位置 , 采煤机机身中部电控箱侧盖上的开关 .(1) 接通水源,保证各电机 ,电控箱有充足的冷却水 .(2) 将隔离开关手把 QS扳到”合”的位置上 .(3) 将急停开关手把 SA3旋钮到”开”的位置上 .(4) 将开关 SA4手把旋转到”解锁”的位置上 , 使工作面输送机解锁 .2、启动巷道内的磁力启动器 , 接通采煤机电源； 旋转采煤

19、机工作 开关 SA2到”启动” 位置上约 23秒, 待各电机运行平稳后松手 , 旋钮靠弹簧力自动弹回到”运行”位置上 , 这时主控系统开始工作 , 操作显示站上显示屏显示如下信息 :PLC-ZK100 主控器沈阳经济技术开发区创新数控设备有限公司主控器先对采煤机各检测点进行检测 ,若无故障 ,向操作显示站发出显示指令 .当操作显示器接收到主控器发来的显示信号时 ,显示屏如下信息 :系统正常 复位开机沈阳经济技术开发区创新数控设备有限公司这表明采煤机主控制系统工作基本正常 ,按操作显示站上的 复位按钮 ,显示屏开始显示 采煤机工况 .至此 ,开机的工作完成 .3、开牵引 :操作位置在机身两端的操

20、作显示站 .(1) 升速 :选择与采煤机牵引方向相同的牵引按钮按下 ,采煤机开始升速 ,显示屏显示牵引 速度值 ,达到合适的速度时松开按钮 ,采煤机将按给定的速度值运行 .(2) 降速 :按下与牵引方向相反的牵引按钮 ,采煤机开始降速 ,到合适的速度时松手 ,采煤机 将按此时速度运行 .当进行牵引调速时 ,显示画面会保持在牵引速度与牵引力画面 .(3) 停牵引 :若只停采煤机牵引 ,有两种操作方式 : a、按与牵引方向相反的牵引按钮 ,采煤机牵引速度逐渐减小 ,直至完全停止时松手 . b、按牵引停按钮, 采煤机立即停止牵引 .(4) 改变牵引方向 : 采煤机正在运行中需要改变牵引方向时 ,有两

21、种方式 : a、按与牵引方向相反的牵引按钮 ,牵引速度逐渐减小 ,当速度为零时 ,按复位 按钮,再按 此按钮 ,采煤机则反方向运行 .b、按停牵引 ,采煤机停止牵引 ,这时显示屏显示 :牵引电机停止请检查机器是否可以运行请按复位键继续 按复位按钮 ,显示屏重新显示采煤机工况 ,这时再按所需要牵引方向的牵引按钮到合适 速度即可.4、摇臂的调高 :a、升本侧摇臂 :操作位置在与所要操作摇臂同侧的操作显示站上 ,按住与摇臂同侧操作显 示站上的 滚筒向上 按钮,直到摇臂升到合适的位置松手 .b、降本侧摇臂 :操作位置在与所要操作摇臂同侧的操作显示站上 ,按住与摇臂同侧操作显 示站上的 滚筒向下 按钮,

22、直到摇臂降到合适的位置松手 .进行本站操作时 ,画面的左上角无 ”另侧 ”字样.c、升另侧摇臂 :先按另侧按钮(这时画面的左上角显示 ”另侧”字样,此时松手 ),再按滚筒 向上按钮, 到另侧滚筒升到合适位置松手 .d、降另侧摇臂 :先按另侧按钮(这时画面的左上角显示 ”另侧”字样,此时松手 ),再按滚 筒向下按钮, 到另侧滚筒降到合适位置松手 .当想恢复本站操作时 ,再按另侧按钮 ,这时画面的左上角显示 ”另侧” 字样消失 .e、破碎滚筒升 :在左、右操作显示站上都可以操作 ,操作方法是按下破碎升按钮到破碎滚 筒升到合适位置时松手 .f、破碎滚筒降 :在左、右操作显示站上都可以操作 ,操作方法

23、是按下破碎降按钮到破碎滚 筒降到合适位置时松手 .5、截割电机 :停截割电机就是切断采煤机电源 ,可以有以下几种操作方法 :(1) 按操作站上的急停按钮 .(2) 将采煤机工作开关逆时针旋到 ”停止 ”的位置上后松手 .(3) 将采煤机急停开关逆时针旋到 ”停”的位置上 .(4) 将隔离开关扳到 ”断”的位置 .6、故障记忆 :在查清停机原因之前不允许再次开机 ,检查停机原因可按下述步骤进行 :(1) 把隔离开关手把 QS 扳到”断”位置.(2) 按前面介绍的方法给采煤机送电 ,此时由于隔离开关是断开的 ,只有主控系统带电工作 其他电机都不工作 .(3) 按操作显示站上的 故障查询 按钮 ,这

24、时显示屏上即显示故障序号和故障原因 ,连续按 故障查询按钮,将可以查询过去最近 20 次的报警信息 .序号越小,表明时间越近 .最多 可记忆 20个故障.每当一个新故障被记忆 ,编号为 1,原1号故障自动变为 2号故障,原来 2 号故障变为 3号故障,原20号故障自动被清除 .若不在想查询报警 ,按复位键即可 .该操作站有报警自动显示功能 ,若有报警发生 ,将自动弹出系统内部的 报警界面 ,若报警消除 ,则该报警将自动在系统内部的报警界面中消失.没有报警发生若此时不想处理报警 ,按 ESC 键,系统内部报警界面消失 ,这时应当注意 系统会认为操作者不在需要报警界面支持 ,将不会在自动弹出系统内

25、部报警 界面.第六章 电控系统的工作原理这里按电源部分、先导回路、主控系统、交流变频系统等几部 分对电控系统进行分析 .第一节 电源部分电控系统采用一根主电缆供电方式 ,在顺槽中设一台磁力启动器 ,控制采煤机总电源 , 磁力启动器启动使主电缆带电 ,主电缆必须接在接线腔内的 X1 接线端子上 .主电缆带电后 ,左右截割电机、泵电机牵引变压器同时启动运行 ,故启动电流较大 ,因 此要求在正常启动时滚筒应完全脱离煤壁 ,以减少启动阻力 .主电缆带电后 ,左右截割电机、泵电机牵引变压器同时启动运行 ,故启动电流较大 ,因 此要求在正常启动时滚筒应完全脱离煤壁 ,以减少启动阻力 .控制变压器共有 2

26、个:TM2 、TM3、其中 TM3 为隔离变压器 ,功能是将 3300V 变成 1140V交流电.TM2 是控制变压器 ,将1140V变成两组交流电 ,一组为 24V,经整流后作为主 控器工作电源 ,另一组 26V 经整流后供给辅助控制器和电磁组 .两个变压器上的屏蔽层应 可靠接地 ,以提高抗干扰性 .第二节 先导回路 先导回路是由采煤机上的三个开关通过主电缆中的控制芯线来控制巷道内磁力启 动器启动/停止而实现为采煤机提供电源 , 并且可以闭锁输送机 .先导回路的工作电源 由巷道内磁力启动器提供 .若要采煤机工作 ,首先应将隔离开关手把 QS扳到”合上”的位置上 ,然后把采煤机 急停开关 SA

27、3旋到”开”的位置 , 当把 SA2采煤机 工作开关顺时针旋到 启动位置时, 巷道内磁力启动器的控制回路被接通 , 磁力启动器启动 , 采煤机通电 , 截割电机泵电机起 动, 同时主控器工作 . 主控器上排插座 ZKJ2的脚间的接点就闭合 , 这时松手 ,SA2 的、 的接点断开 , 但通过主控器 ZKJ2的、自保接点 , 先导回路仍是接通的 .第三节 主控系统主控系统是由主控器 , 左、右操作显示站 , 本安电源和站选开关组成 . 主控系统的核心是 PLC控制系统 , 主控器可以看作是主计算机系统 , 操作显示站为两 个分机, 它们之间用屏蔽电缆连接 , 现分别介绍其工作原理 :1、主控器结

28、构 : 主控器由 PLC、电源模块、 继电器端子板和本安电源四部分组成 , 安装在 一个不锈钢长方形铁箱内 , 四周密封 .2、主控器的主要功能 :(1) 执行操作站发出的操作指令(2) 监测各电机的温度 ,超温后立即执行保护程序(3) 监测截割电机、牵引电机的负载电流 ,超载或过流时采取保护措施(4) 监视变频器的工作情况 ,一旦有故障立即采取保护措施(5) 监视左、右操作显示站的工作 ,当其中的一个有故障或通信电缆接触不好时采取相应 的措施(6) 把采集到的采煤机工况变成数字信息传输到操作显示站2、主控器原理 :对于主控器的输入可分为三类 :一是开关量；二是模拟量；三是串行通信接口 .当计

29、 算机系统开始工作时 ,首先对各输出口清零 ,使各执行机构都可靠的处于初始状态 ,然后对 各输入端口进行巡回检测 ,将检测到的数据逐项进行处理 ,若其确认系统无故障 ,则将系统 正常的数据送给操作显示站 .这时可按下操作显示站上的复位按钮 ,当主控器接到操作显示站发出的复位指令后 将急停接点接通 ,向控制回路的直流支路供电 ,控制回路即可以工作 ,同时微机控制系统开 始正常工作 ,每隔一定周期巡回检测一次各输入接口 ,将不应测到的数据送入暂存器存放 , 等待对其处理 ,处理方式如下 :(1)开关量 :共有 17路开关量输入 ,9路开关量输出 (如图 FPG-C32T和FP0-E16RS I/O

30、端子).(2)模拟量 :模拟量输入端有 10 路,本系统只用 6 路,模拟量输出有 1 路(如图 FP0-A80 和 FP0A21端子),其余为备用 .采煤机正常工作时每隔一定时间 ,CPU 对模拟量输入端采样一 次并将采集到的数据滤波处理后 ,送到数据暂存器暂存 ,然后逐一进行数据处理 .A 、截割电机工作电流的处理 :对截割电机工作电流的监测是通过每个截割电机电源线上的电流互感器实现的,电流互感器把流过电源线的工作电流信号线性的转换成相应的直流电压信号 ,CPU 只要测 取其输出端电压幅值即可间接的得到该电机的电流值 ,对截割电机来说 ,主要有过流保护 和过载保护 .a、过流保护 :当截割电机电流大于额定值 150%时 ,主控器立即将急停接点打开 ,采煤机立 即停止工作 .b、恒功率自动控制 :采煤机在正常工作时 ,其截割电机的负载变化十分剧烈 ,为使采煤机能 安全可靠的工作并充分发挥其效能 ,现代采煤机几乎都装有恒功率自动控制装置 ,所谓恒 功率控制就是将截割电机工作时负