EBZ135掘机讲义.docx

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1、EBZ135掘机讲义EBZ135型掘进机电控系统讲义 1、概述 电控系统组成 KXJ4-258/1140、E开关箱、CX4-4/12E操作相由青岛天迅电气有限公司生产，专与国产掘进机配套。 PLC采用日本富士产品，具有控制保护功能 控制功能 控制各电动机的启动停止。只有油泵电动机启动后，其他电动机才能启动。 保护功能 对油泵电动机、截割电动机、二运电动机、除尘电动机进行过流、过热、过电压、欠电压、动力电缆漏电闭锁保护； 控制回路漏电跳闸保护； CH4超限，通过先导控制,切断前级电源； 水流量异常保护。 开关箱与操作箱通信 用RS485通信 照明及信号装置 1 照明灯：DGY35/24B，AC2

2、4V； 隔爆型压扣急停按钮：BZA1-10/24-1ZS 隔爆电铃：BAL1-36/127-150 开关箱 型号KXJ4-258/1140E。E掘进机用，UN=1140V，PN=258kW，4为序号，J隔爆兼本质安全型，KX开关箱。 开关箱内装有的器件： 主隔离开关QS，型号KGH-400/AC1140没有灭弧装置，不能带负荷操作； 真空交流接触器KM1KM4，CJK-250/1140，UN=1140V,IN=225A，线圈吸合电压AC220V。 阻容吸收器，RC-250A/AC1600V,4个。 主控制变压器KB，1140V/24V、24V、100V+120V。 带开关的熔断器，UN=250

3、V，IN=32A，IFN=5A。 电流变送器 油泵电动机回路：型号DHR 600 C5；Ipn：600A；Out：05V；VCC：20VDC50VDC ；LEM；3个；外型如图1所示。 2 动力回路VCCVoutGND(24VG)(24V+)(CZ1-19)(空)图1 电动机回路电流变送器 截割电动机回路：型号DHR 1000 C5；Ipn：1000A；Out：05V；VCC：20VDC50VDC ；LEM；3个；外型图同油泵电动机电流变送器； 二运电动机回路：型号DHR 200 C5；Ipn：200A；Out：05V；VCC：20VDC50VDC ；LEM；3个；外型图同油泵电动机电流变送器

4、； 除尘电动机回路：型号DHR 200 C5；Ipn：200A；Out：05V；VCC：20VDC50VDC ；LEM；3个；外型图 3 同油泵电动机电流变送器。 控制回路漏电跳闸保护霍尔电流传感器 型号HEC006ac-E4 AC24V回路照明回路EL2霍尔电流传感器，如下图2所示。AC0V线经100/5W电阻接地，提供漏电流通路，参见原理图。 控制回路B磁通密度IDC24V+空MGCZ1-824VGeeee4 UH图2 控制回路漏电保护霍尔电流传感器 AC100V、AC120霍尔电流传感器与图2不同之处，为穿过传感器为0V、AC120V、AC100V三根线。本回路AC120V线经3.3k/

5、5W电阻接地，提供漏电流通路。 NL真空接触器触头粘连保护。当触头有粘连掘进机上电后经粘连模块NLPLC检查到电压发出指令PLC输出继电器Y7不吸合不能合闸。如图3所示。 粘连保护与漏电保护经KM7接点切换。 当触头粘连，交流电压经粘连模块KM7的常闭接点KM7、KM7、KM7、KM7送给PLC继出继电器Y7不吸合K11不吸合KM7不能吸合同时KM5不能得电油泵电动机不能起动其他电动均不能启动。此时，漏电检测回路不通，因粘连保护内部有一个二极管，对漏电检测电流起阻断作用。 当触头未粘连PLC未检测到电压信号Y7吸合KA11吸合常开接点KA11.1闭合KM7吸合KM7、KM7、KM7、KM7常开

6、接点闭合接通漏电闭锁直流检测通路，进行测试未漏电KM5吸合油泵电机可以启动其他电机启、可以启动。 5 图3 控制回路空气断路器 QF1QF4为控制电源的空气断路器，如图3所示。 主控制箱ZK，如图4 所示。 主控制箱内装有PLC、中间继电器板、无线电遥控接收板、漏电闭锁检测电源板、A/D转换板等。 PLC经RS485与操作箱通信。操作箱发出信号主控箱RS485PLC内部继电器控制各台电动机。 粘连检测模块PLC判断KM1KM4触头是否粘连6 确定各M能否启动。 KM1KM4触头未粘连PLC进行漏电闭锁检测。 EL1、EL2霍尔电流传感器PLC对控制回路进行漏电跳闸保护。 TA1TA9动力回路电

7、流变送器PLC对各M实施过电流保护。 油泵M1、截割M2温度信号PLC实施超温保护。 冷却水流量/压力PLC进行缺水保护。 无线遥控器PLC检测修时对机器的控制。 主控箱左侧设有一行程开关，遥控器装到位压合行程开关电控箱外的“操作箱”按钮控制起作用。 拿出遥控器行程开关断开遥控器控制起作用，“操作箱”上控制不起作用。 遥控器控制仅用于检修，不用于生产。 7 8 9 图4 主控制箱ZK 主控箱脊面的拨钮开关，“修改-运行-屏蔽”三位，修改-编程时写入调出程序；运行-为正常工作位；屏蔽-屏蔽所有故障。 主控箱上2排接线端子，打开两侧地脚即可拆下，更换ZK方便。 10 电控箱上的显示窗，如图5所示。

8、 第一个窗口显示：油泵短路、油泵过载、油泵粘连、660V；截割短路、截割过载、截割粘连、1140V；二运短路、二运过载、二运粘连、220V漏电；风机短路、风机过载、风机粘连、24V漏电。 第二个窗口显示：油泵断相、油泵漏电、瓦期闭锁、油泵140度；截割断相、截割漏电、水流量、油泵170度；二运断相、二运漏电、总急停、截割140度；风机断相、风机漏电、电压异常、截割170度。 第三个窗口显示：油泵计时。 第四个窗口显示：截割计时。 图5 电控箱显示窗 11 操作箱 操作箱CX4-4/12E与主控箱ZK通过RS485联系PLC输出继电器M1M4。操作箱如图6所示。 图6 操作箱面板图 CH4传感器

9、 型号GJ4甲烷传感器，Ui：DC22V，Ii：60mA。 急停 总急停：按下操作箱上SB1、油箱前侧SB2PLC输入继电器X0吸合ZK器断开KM5释放切断AC220V控制电源各电动机停止。 按下机器左侧SB3PLC输入继电器X1吸合截割电动机停止。 CH4超限 12 CH4含量达到1.5%PLCKA12吸合常闭接点KA12.1断开前级电源停。 EBZ135掘进机电动机 截割电动机，隔爆三相异步电机YBU-135-4，UN=1140V/660V，IN=86A/149A； 油泵电动机，隔爆三相异步电机YBU-75，PN=75kW，UN=1140V/660V； 二运电动机，DYD11-160-80

10、50，PN=11kW，UN=1140V/660V，IN=8.2A/14.2A； 除尘风机电动机，YBU-37，PN=37kW，UN=1140V/660V，IN=24.5A/42.3A； 掘进机总装机功率210kW，掘进机/二运/风机总功率258kW， 2、工作原理 掘进机电路原理如图7所示。 13 14 15 图7 EBZ135型掘进机电气原理图 合控制回路断路器QF1QF4 合QF1QF4为控制回路、照明回路通电准备。 合隔离开关QS 1）合隔离开关QS主控变压器KB得电,1140V(660V)/24V、24V、120V+100V 24VQF4主控箱ZK供电PLCKA5吸合KA5.2闭合KM

11、6吸合接点KM6闭合照明灯亮准备； 24VQF3KM6常开接点照明灯亮； 120V为警铃供电； 100V为油泵计时器、截割计时器计时准备； 220V为接触器KM1KM4通电准备；为中间继电器KM5KM7通电准备。 2）主控箱得电: CH4传感器GJ4(B)得电(接线端子12V+、WS1、12VG)主控箱接线端子(CZ2-16、17、18)CH4未超限PLC处理为ZK内KA3、KA4通电准备为KM5吸合准备； 操作箱得电12V+、12VG端子:显窗电源；R1+、S1-端子：操作箱通信操作箱上显示“青岛天迅电气”为启动控制等准备； 电控箱上显示窗得电5V+、5VG端子:显窗电源；16 RS+、RS

12、-端子：视窗通信指示灯全亮，延时后熄灭。 触头粘连检测 未粘连：PLC检测接触器KM1KM4触头未粘连ZK主控器内PLC输出Y7吸合KA11吸合KA11.1闭合CZ2-27，CZ2-31接通漏检继电器KM7接通AC220V电源吸合 常开接点KA7闭合，油泵漏检回路 常开接点KA7闭合，截割漏检回路 常开接点KA7闭合，二运漏检回路 常开接点KA7闭合，除尘漏检回路分别进行漏电闭锁检测未漏电ZK主控箱KA3、KA4不吸合常闭接点KA3.2、KA4.2闭合CZ2-25、CZ2-33接通KM5线圈AC220V接通而吸合KM5三组常开接点闭合AC120V+AC100V控制电源接通为接触器KM1KM4通

13、电准备。 粘连：PLC 检测接触器KM1KM4触头之一有未粘连对应的KM1KM4主触头负荷侧有电该电压粘连保护模块主控器ZK接线端子：CZ1-1油泵、CZ1-2截割、CZ1-3二运、CZ1-4除尘风机PLCZK内部KM3、KM4吸合ZK端子CZ2-25，CZ2-31打开KM5不能吸合接触器KM1KM5不能17 吸合粘连闭锁。同时，显示“触头粘连”。 漏电闭锁检测：PLC检测接触器KM1KM4触头未粘连PLC输出继电器Y7吸合主控器ZK内KA11吸合端子CZ2-27，CZ2-31KA11.1闭合KM7吸合常开接点： KA7泵 KA7截割 KA7二运 KA7除尘电机对各电动机动力回路进行漏电闭锁测

14、试。 若某一动力回路绝缘电阻小于等于闭锁值PLCZK内KA3、KA4吸合常闭接点KA3.2、KA4.2打开(CZ2-25,CZ2-33)打开KM5不能吸合各电动机控制电源被切断漏电闭锁。 若某各电动机动力回路绝缘电阻大于闭锁值PLCZK内KA3、KA4不吸合常闭接点KA3.2、KA4.2闭合(CZ2-25,CZ2-33)闭合KM5吸合各电动机控制电源接通电动机可以启动。 应急处理：KM5接线端子CZ2-25与T7端子短接！慎用。 CH4保护 CH4未超限KM5可以得电M可以启动。 18 CH4超限PLC KA12释放常闭接点KA12.1打开CZ2-19、CZ2-20断开上级电源跳闸。 油泵电机

15、/截割电动机机温度保护 油泵电动机热敏电阻RTCZ1-5、CZ2-12 1B1，截割电动机热敏电阻RTCZ1-6、CZ2-12 2B3，PLC处理： 电机绕组温度140T170CZ1-12、CZ2-13RS+、RS-示窗显示“油泵140度”或“截割140度”冷却后,电动机可以启动。 电机绕组温度超过T170 油泵回路KA6释放KA6.1打开CZ2-21、CZ2-31打开KM1释放M1不能启动; 截割回路KA7释放KA7.1打开CZ2-22、CZ2-31打开KM2释放M2不能启动; CZ1-12、CZ2-13RS+、RS-示窗显示“油泵170度”或“截割170度”。 电动机冷却后自动复位。热敏电

16、阻值为1.8k2k时保护动作。 (3)启动控制过程 机器上电 操作箱液晶显示屏显示“青岛天迅电气”； 开关箱示窗指示灯齐亮并闪烁； 19 未发生任何故障PLC可以启动。 1）油泵电动机启动/停止 油泵启动 在操作箱上按住“开机键”操作箱R1，S1主控箱CZ1-16，CZ1-17RS485PLC输出继电器Y6吸合KA10吸合KA10.1闭合(CZ2-28,CZ2-31)接通电铃HO鸣响2s后停响松开“开机键”液晶屏画面自动切换至电动机启动画面“油泵停止”允许启动油泵电动机。 在操作箱上瞬时按下“油泵”键操作箱R1，S1主控箱CZ1-16，CZ1-17PLC输出继电器Y2吸合KA6吸合KA6.1闭

17、合(CZ2-21,CZ2-31)接通泵接触器KM1接通AC220V电源而吸合 主触头KM1闭合油泵电动机启动； 常开接点KM1.1(43,44)闭合CZ2-7,CZ1-12PLC输入继电器X8吸合,程序自保; 常闭接点KM1.2(41,42)打开解除漏电闭锁/粘连保护; 常开接点KM1.3(33,34)闭合H1油泵计时开始。 油泵启动后显示“油泵运行” 油泵灯“”;“截割停止,风机停止,二运停止”。 停止油泵 20 瞬时再按“油泵”键KA6释放(CZ2-21,CZ2-31)断开KM1释放 主触头KM1打开油泵停止； 常开接点KM1.1(43,44)打开CZ2-7,CZ1-12PLC输入继电器X

18、8释放; 常闭接点KM1.2(41,42)闭合粘连保护投入; 常开接点KM1.3(33,34)打开H1停止计时。 2）截割电动机启动/停止 油泵启动后,才能启运其他电动机。 截割电动机启动 瞬时按“截割”键PLC输出继电器Y6吸合KA10吸合KA10.1闭合(CZ2-28,CZ2-31)接通电铃HO鸣响5s(10s,15s,20s,25s可调)截割启动预警时间到Y6断电KA10.1断开电铃停响。 瞬时按“截割”键PLC输出继电器Y3吸合KA7吸合KA7.1闭合(CZ2-22,CZ2-31)接通KM2吸合 KM2主触头闭合截割电动机启动； 常开接点KM2.1(43,44)闭合PLC输入继电器X9

19、吸合PLC程序自保; 常闭接点KM2.2(41,42)打开解除电闭锁/粘连保护; 21 常开接点KM2.3(33,34)闭合H2计时; 截割电机启动后显示“截割运行” 截割灯“”;“风机停止,二运停止”。 截割电动机停止 瞬时再按“截割”键PLC输出继电器Y3释放KA7释放KA7.1打开(CZ2-22,CZ2-31)断开KM2释放 KM2主触头断开截割电动机停止； 常开接点KM2.1(43,44)打开PLC输入继电器X9断开; 常闭接点KM2.2(41,42)闭合粘连保护投入; 常开接点KM2.3(33,34)打开H2停止计时; 3）二运电动机启动/停止(电动机不装在掘机上) 二运电动机启动

20、瞬时按“二运”键PLC输出继电器Y4吸合KA8吸合KA8.1闭合(CZ2-23,CZ2-31)接通KM3吸合 KM3主触头闭合二运电动机启动； 常开接点KM3.1(43,44)闭合PLC输入继电器XA吸合PLC程序自保; 常闭接点KM3.2(41,42)打开解除漏电闭/粘连保护; 22 二运电机启动后显示“二运运行” 二运灯“”;“风机停止”。 二运电动机停止 瞬时再按“二运”键PLC输出继电器Y4释放KA8释放KA8.1打开(CZ2-23,CZ2-31)断开KM3释放 KM3主触头断开二运电动机停止； 常开接点KM3.1(43,44)打开PLC输入继电器XA断电; 常闭接点KM3.2(41,

21、42)闭合漏电闭/粘连保护投入; 4）除尘电动机启动/停止(电动机不装在掘机上) 除尘电动机启动 瞬时按“风机”键PLC输出继电器Y5吸合KA9吸合KA9.1闭合(CZ2-24,CZ2-31)接通KM4吸合 KM4主触头闭合除尘电动机启动； 常开接点KM4.1(43,44)闭合PLC输入继电器XB吸合PLC程序自保; 常闭接点KM4.2(41,42)打开解除漏电闭/粘连保护; 风机电机启动后显示“风机运行” 风机灯“”。 23 除尘电动机停止 瞬时再按“风机”键PLC输出继电器Y5释放KA9释放KA9.1打开(CZ2-24,CZ2-31)断开KM4释放 KM4主触头断开除尘电动机停止； 常开接

22、点KM4.1(43,44)打开PLC输入继电器XB断电; 常闭接点KM4.2(41,42)闭合漏电闭/粘连保护投入; (4)急停 总急停 掘机在运行中按下操作箱上的急停按钮SB1，或机器右侧急停按钮SB2PLC输入继电器X0吸合KA3、KA4释放常闭接点KA3.2、KA4.2打开(CZ2-25,CZ2-33)断开KM5释放触头切断AC120V、AC100V控制电源各电动机停止。 截割急停 按下驾驶室前面的隔爆型按钮SB3PLC输入继电器X1吸合KA7释放KA7.1打开(CZ2-22,CZ2-31)断开KM2释放截割电动机停24 止。 CH4超限PLC(CZ2-19,CZ2-20)断开前级电源先

23、导回路断开而跳闸。 4、保护装置 过流保护 有源电流变送器反映过电流信号 油泵过流信号 截割过流信号 二运过流信号 除尘过流信号 PLC 油泵输出信号 截割输出信号 二运输出信号 除尘输出信号 断开 KM1 KM2 KM3 KM4 对应M停油泵停止其他电动机停。 过载保护为反时限特性3min后自动复位。 相不平衡达60%保护装置动作按复按钮复位。 短路保护整定：I=IN动作时间25 0.2s0.4s按复按钮复位。 (2)粘连保护/漏电闭锁保护 合QS机器上电PLC检测触头粘连 油泵M1KM1.2常闭接点 截割M2KM2.2常闭接点 二运M3KM3.2常闭接点 风机M4KM4.2常闭接点 NL粘

24、连检测模块(电阻与二级管串联) CZ1-1 油泵KA6 CZ1-2 截割KA7 CZ1-3 二运KA8 CZ1-4 PLC 风机KA9 有粘连M不能启动 无粘连PLCKA11吸合(CZ2-27,CZ2-31)接通检漏继电器KM7(KM8)吸合 KM7(14,13)闭合.油泵 KM7(24,23)闭合.截割 KM7(34,33)闭合.二运 KM7(44,43)闭合.风机 短接粘连保护电路漏电闭锁检测电路接通24V+(IZ)CZ1-1、2、3、4KM7(14,13)、KM7(24,23)、KM7(34,33)、KM7(44,43) KM1.2、KM2.2、KM3.2、KM4.2动力回路绝缘电26 阻rM1、rM2、rM3、rM4地PE24VG。 未发生漏电，可以启动电动机。 发生漏电，动电动机不能启动。 (3)电动机温度保护 M1油泵RT1CZ1-5 M2载割RT2CZ1-6 170热敏电阻为高阻PLCKA6泵、KA7截释放KM1、KM2释放停机；显示过热，冷却后自动复位。 (4)过电压/欠电压保护 过电压: U1.15UN 启动时: U0.75UN 长时间: U0.85UN KB:1140V/24V(QF4)CZ2-34、CZ2-35ZKPLC“显示电压异常”；M停止 电压正常时自动复位。 (4)CH4超限 CH4超限切断前级电源先导回路前级电源跳闸。 27