第一讲-上海天地MG300700-QWD-电控系统

MG300/700-QWD型电牵引采煤机电控系统培训天地科技股份有限公司上海分公司第一章采煤机电气系统总述第一节电气系统概述一、电气控制系统PLC组件、电源组件、瓦斯传感器、PA1、PA2、PA7等组成。二、变频调速系统变频器、变频器外围系统、变频器保护电路等组成。三、电动机该机组的动力系统由两台300kW、1140V截割电机，一台18.5KW、1140V泵电机，两台40KW、380V的牵引电机提供。如图一所示。图一电气系统布置图四、操作方式1．在采煤机上完成采煤机的起动、停止（兼闭锁）；2．在采煤机上完成工作面输送机的停止（兼闭锁）；3．采煤机左、右截割电机的温度监测和135℃、155℃热保护；4．采煤机左、右截割电机的功率监测和恒功率自动控制、过载保护；5.可通过电控箱、遥控器、端头控制站或变频器直接近控完成采煤机的牵引操作；6．可通过端头控制站或遥控器实现左、右摇臂的升降;六位置图五电气控制系统图第二节电气控制系统的原理1．电源部分电控箱内的控制电源有本安+12V，非本安+12V、+24V等。（1）非本安电源：输出有非本安F+12V、S+24V两种。其中F+12V作为电控箱操作及电控盒PA1、PA2、PA7的电源；S+24V作为GP显示器及截割电机电流互感器的电源。（2）本安电源：输出本安12V，作为电控盒PA1、PA7及端头站的电源。（3）非本安F+24V电源由控制变压器28V、4A绕组输出经整流桥整流后得到，作为供左右摇臂调高电磁阀及系统自保的电源。（4）控制变压器160V为PLC提供电源。如下图所示电控箱控制电源2.采煤机控制回路主电缆W1中控制芯线1、2线用于采煤机控制回路，如下图所示。SBQ为主启按钮，SBT为主停（兼闭锁）按钮,QS1、QS2为隔离开关辅助触点，其中远方二极管设在按钮板上，瓦斯保护PA7-K1和PA1-K1串联组成主启自保触点，PA1-K14为PLC保护触点，PA1-K3为端头控制站急停触点，PA2-K8为遥控急停触点。3．输送机控制回路主电缆W1中控制芯线3、4线用于运输机闭锁回路，如下图所示。SBY为停止（兼闭锁）按钮，其中远方二极管设在按钮板上。4、采煤机控制及保护原理1）、截割电机恒功率自动控制根据功率P＝×U×I×COSΦ公式，在电机额定点附近功率P正比于电流I。采用两个电流互感器分别检测左、右截割电机的单相电流，就可以知道电机负荷状况。本系统利用高精度电流互感器，将截割电机的电流信号转变为0～10V的信号，送入PLC进行比较，得到欠载、超载信号。当任一台电机超载（P＞100%Pe）时，发出减速信号，直至电机退出超载区域；然后当二台电机都欠载（P＜90%Pe）时，牵引速度会自动增加（最大至给定速度）。其中P：截割电机实际功率Pe：截割电机额定功率2）截割电机重载反牵控制重载反牵引功能的设置是为了防止采煤机严重过载而设置的一种保护功能。当任一截割电机负荷大于130%Pe时，通过PLC的反牵定时电路使采煤机以给定速度反向牵引一段时间后，再继续向前牵引。若反牵阶段结束后,截割电机负荷仍大于130%Pe，系统将断电停机。3)截割电机热保护在左、右截割电机绕组内埋设有Pt100热电阻，热电阻直接接入PLC的RTD模块。当任何一台电机温度达135℃时,系统将截割电机电流保护整定降低30%，任一电机温度达155℃时，PLC输出信号将采煤机控制回路切断，使整机停电。4）牵引电机负荷控制采用变频器内电流互感器检测牵引电机的电流，送入PLC进行比较，然后进行牵引电机负载平衡、超载、欠载控制。当左、右牵引电机负荷悬殊时，PLC发出信号，由两变频器分别调整两电机速度，从而使两电机负荷基本平衡；当任一台电机超载（I110％Ie）时，PLC发出减速信号降低牵引速度，直到电机退出超载区域；当左、右电机都欠载（Ⅰ＜90％Ie）时，牵引速度自动增加（最大至给定速度）。当牵引电机严重超载（I150％Ie）且持续时间超过3秒时，PLC输出信号将使牵引启动回路断开，停止牵引。其中I：牵引电机实际电流Ie：牵引电机额定电流5）系统的参数记忆显示采煤机正常开机后，PLC将实时采集各种传感器送来的系统电流、温度和各种接点状态信号，并对采集信号进行一定的运算处理得出系统的当前状况。如果系统全部参数均小于额定值的0.9倍，则PLC每10分钟记录一次采煤机运行参数；若有任一参数在0.9到1.1倍额定之间时,PLC每2分钟记录一次;若有参数在1.1到1.3之间时,PLC每5秒钟记录一次;如果任一参数在1.3到1.5之间时,PLC便每1秒钟记录一次;因任何故障引起停机时,PLC将立即记录下停机前的状态。按显示按钮可以查看所有记录。5．变频器调速工作原理由交流异步电机的转速公式：n＝(1-S)60f1/P其中：f1－定子供电电源频率P－极对数（一定）S－转差率（一定）n－转速所以在其它参数不变的情况，电机的转速与电源频率成正比，因此通过改变频率的方法即实现改变电机转速的目的。变频调速控制原理如下图所示第二章采煤机电气控制系统第一节采煤机电控箱采煤机电控箱布置于采煤机的中间框架的右侧，为隔爆兼本质安全型，具有控制、操作、显示及连线、分线等功能。整个电控箱内分为两个腔体，其一为位于老塘侧的控制腔，其二为连线和分线用的接线腔。它们之间通过十二个1140V单芯穿墙接线端子及三个过线组来联系，其中一个过线组用于本安电路。在接线腔中用于进出线的喇叭口接线腔上部开盖，腔内有两个接线端子排用于控制和检测芯线的分线；腔内两端底部各有一个接地端子，用于进出电缆接地线的连接。如下图所示BCCB一、接线腔布置图二、电控箱面板此盖板上有两个隔离开关手把，一个显示器窗口，十二个按钮，其中四个停止按钮带机械闭锁，控制腔内部装有两台隔离开关、两套互感器组件、行程开关、一套显示器、一套电控装置等部件。三、主回路部分1、隔离开关：用于左、右截割电机主回路。（先合闸，后送电；先断电，后分闸）。型号为：GM2－400/1140V。2、互感器：用于检测左、右截割电机主回路电流。3、行程开关：共有11个,分别对应于面盖上的按钮，型号为LX—19K四、控制电源组件控制电源分布图第二节PLC系统工作原理一、PLC各模块针脚定义二、基本组成1、母版2、电源模块其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。电源模块内设限流装置，短路时可自动关断电源以免引起损坏。电源模块带有四个LED。它们位于面板前部的右侧。这些LED的意义如下：a.PWR指示电源操作状态。LED“亮”说明电源是正确的，并且操作正常；LED“灭”，说明发生电源故障，或者是电源未合上。b.OK如果PLC正在正常操作，LED稳定在“亮”；如果PLC检测出问题，则LED“灭”。c.RUN当PLC处于运行模式时，LED稳定在“亮”。d.BATT最下面的红色（BATT）。如果CMOSRAM后备电池电压太低，不能在掉电条件下维持存贮器中的内容，LED将会“亮”，相反情况，LED将会“灭”。如果这个LED“亮”，锂电池必须在框架上电源消失之前更换，否则PLC存储器内容可能丢失。（电池的使用寿命大约为6个月）。3、CPU处理器4、开关量输入模块在模块的上部有32个LED显示灯，显示各个输入点的动作情况。5、模拟量输入输出混合模块模拟量输入输出混合模块提供了4个4～20mA或0～10V的输入通道和2个0～10V的输出通道。用于截割电机和牵引电机的负载采样信号的输入和速度指令信号的输出。6、开关量输出模块在模块的上部有16个LED显示灯，显示各个输入点的动作情况。7、RTD模块（电阻温度探测器）用于检测温度信号。一、概述1、端头站接收盒PA1与左右端头站配合使用.接收端头站传送的信号,解码放大后送入PLC的开关量输入模块。2、端头站端头站放置于左右牵引减速箱上，按钮分别为（自上而下）：向左、向右、减速、加速、牵停、主停，左高、右高、左低、右低，3、工作原理端头站上的按钮信号经过编码后得到编码信号，通过信号线传给端头接收盒PA1，经过解码后驱动相应的继电器，输出开关量信号传给PLC。第三节端头站接收盒PA1及端头站二、端头站接收盒PA1接线图三、端头站接收盒PA1各针脚定义四、端头站接线图注意：端头控制站按钮为微动开关，在使用时无需大力按压，不能用硬物敲打或顶压，以免损坏微动开关。一、概述1、遥控器接收盒PA2与左右遥控发射机配合使用。接收遥控发射机发出的信号,经解调放大后送入PLC的开关量输入模块。第四节遥控器接收盒PA2射频信号处理解码电路单片机电路（主CPU）继电器驱动电路射频信号处理解码电路单片机电路（从CPU）2、遥控器接收盒PA2原理图二、遥控器接收盒PA2原理图三、遥控器接收盒PA2各针脚定义一、概述无线电遥控器工作在150MHz频段，在离采煤机15m内，左、右发射机分别控制左、右摇臂的升降，并共同控制牵引方向、牵引加、减速、牵引停止、采煤机急停。二、实物图及原理图第五节无线遥控器三、遥控器各按键功能四、遥控器使用步骤1打开顶部的电源开关。2然后按住左侧的胶皮轻触开关。3进行各功能的操作。注意：1、遥控发射机按钮为薄膜开关，在使用时无需大力按压，不能用硬物敲打或顶压，以免损坏薄膜开关。2、遥控器使用2节5号电池，如操作时指示灯不亮，则应该更换电池。一、瓦斯电流信号处理盒PA7与瓦斯传感器配合使用,内有先导自保继电器。二、瓦斯传感器将瓦斯浓度信号转换为频率信号,传输到PLC。当瓦斯浓度超限时，PLC切断采煤机先导控制回路，使机组断电。第六节瓦斯电流信号处理盒PA7及瓦斯传感器三、瓦斯电流信号处理盒原理图四、瓦斯电流信号处理盒各针脚定义五、瓦斯传感器接线图第七节显示器GP及按钮显示板接线图第八节电磁阀电磁阀作为电气系统和液压系统的联系纽带，大家一定要学习好，对于电磁阀的结构和原理，我在第二章将会详细讲述，本节只对接线讲一下。电磁阀的电源来自整流桥的F24，具体接线如下：请大家记住几个单词，有利于记住各接线排和按钮。1、after后面2、front前面3、Left左边4、right右边5、speedup加速6、slowdown减速7、terminal端子、接头举例：电控箱的接线排XTF1,XTA，显示板的接线排XSBF、XSBA接线腔XQF、XAQ。按钮：S、SB、SV表示按钮SQ:牵启，ST：牵停，SD:牵电SL:向左，SR：向右，SVU：加速，SVD：减速，SV:方式。SBQ:主启，SDS:备用，SBT：主停，SBY:运闭