凯盛EBZ200掘进机电气使用说明书(2009年3月第1版)

KSZG/ZJ0220安装、使用产品前，请阅读本使用说明书 EBZ200型掘进机电气使用说明书执行标准：MT/T238.3-2006 Q/KSZS02.82—2008CNBM 凯盛重工有限公司恒通牌EBZ200型掘进机 电气使用说明书1凯盛重工有限公司（原淮南煤矿机械厂）1. 概述EBZ200型掘进机电气系统主要由矿用隔爆型电气控制箱（以下简称电控箱）、矿用隔爆型操作箱（以下简称操作箱）、隔爆型照明灯、隔爆型蜂鸣器、隔爆型急停按钮、甲烷断电仪等组成，在交流50Hz,1140v 的供电线路中，对掘进机的各种作业进行控制，并对各电动机和控制回路进行监测和保护,运行状态及故障中文显示。

使用条件:a)海拔高度不超过2000米； b)周围介质温度不超过-5℃～40℃； c)周围空气相对湿度不大于95%(25℃)；d)在无强烈颠簸振动和冲击的环境中；e)在无破坏绝缘及腐蚀金属的气体和蒸汽的环境中 f)在能防雨雪与滴水的地方；g)在与水平面的安装倾斜不超过20°的环境中； h)电控设备的工作制为间断长期工作制； i)在具有甲烷爆炸性危险的煤矿井下。

2. 型号及结构特征 2.1 电控箱电控箱型号：KXJ-320/1140(660)E防爆形式： Exd[ib]I （隔爆兼本质安全型）电气使用说明书 恒通牌EBZ200型掘进机2 CNBM 凯盛重工有限公司电控箱有两大腔,左侧是接线腔,右侧是主腔,主腔门为快开门式，腔门由安装于箱体上下两端的悬臂支撑。

门与箱体之间用14个扣钉紧扣以实现隔爆结合，调节扣钉可以改变隔爆结合面的间隙，门与箱体之间有可靠的机械联锁，只有按下箱体左上方可自锁的紧急停止按钮，才能分合隔离开关，以保证隔离开关不带负荷操作。

隔离开关处于分断位置时才能拧紧闭锁螺杆，打开腔门，以保证腔门打开时，腔内所有元器件（但不包括隔离开关的电源侧）不带电，同时，闭锁螺杆拧出后，由于联锁，使隔离开关不能闭合。

箱体的左侧面是接线喇叭嘴，供电源、电动机及控制回路接线用，箱体的前面有一个主电源显示窗口。

电控箱的防护等级是：IP55。

箱体的外形尺寸：1900mm ×700mm ×740mm ，重量：980kg 。

电压表急停按钮 隔离开关 主腔接线腔图1 电控箱2.2 操作箱操作箱型号：CXB2-24E 防爆形式： ExdI （隔爆型）由主腔体、门盖、接线腔组成，主腔门属慢开门式，门盖上设有一个观察窗口，用于故障及运行状态显示。

主腔体门盖上装有按钮和转换开关共计15个，其中12个按钮分别用于掘进机中各电动机和备用电动机的起停控制，2个转换开关分别用于电源、掘进机运行支护转换，另设有1个紧急情况下断开电源的急停按钮装置。

操作箱的外形尺寸: 632mm ×420mm ×208mm, 重量: 75kg 。

CNBM 凯盛重工有限公司恒通牌EBZ200型掘进机 电气使用说明书3起停按钮 显示屏图2 操作箱3. 主要技术参数 3.1 额定电压主回路： AC 1140V控制回路： AC 220V 、 36V 、 24V DC 18V 、15V 3.2 额定频率： 50 Hz3.3 额定功率： 336/246 kw (高速/低速) 3.4 额定电流： 206.2/171.2A(高速/低速) 3.5 输出分路数：5路4． 电路组成及主要元件特征 4.1 主电路主电路由隔离开关、熔断器、交流接触器、阻容吸收、电流变送器等组成.◆隔离开关是电源的总开关，当其闭合时主电路及部分控制电路得电；◆交流接触器用于接通、断开各电动机；◆阻容吸收装置用来吸收真空接触器分断时，电动机产生的反电动势；◆电流变送器将主电路的电流信号，经整流、滤波后输出直流电压至综合控制器处理。

4.2 控制电源控制电源主要由控制变压器、断路器、开关电源等组成，主要为电气控制系统提供工作电压，其中：电气使用说明书 恒通牌EBZ200型掘进机4 CNBM 凯盛重工有限公司变压器 TC1：一次侧AC 1140/660V ；二次侧AC 220V 、36V TC2：一次侧AC 220V ； 二次侧AC 180V 、24V 开关电源 UR1：输出DC 18V ； UR2：输出 DC 15V 4.3 控制电路控制电路主要由Siemens PLC 、继电器板(JDB)、综合控制器(ZFK)、漏电监视(ZFL)及控制按钮等组成。

4.3.1可编程控制器（PLC ）PLC 是控制电路的主控元件，它接受控制、检测、保护等输入信息，通过内部程序计算，输出相应的指令控制受控元件，达到控制整机的目的，并将掘进机的运行状态及故障信息传输至液晶显示屏。

PLC 由主机CPU 226、模拟量扩展模块EM231及数字量输出模块EM222组成，其外形见图3。

CPU 226模块左侧有三个指示灯SF （CPU ）、RUN （运行）和STOP （停止）,正常情况RUN 指示灯亮，若STOP 指示灯亮说明PLC 已停止工作，若SF 指示灯常亮 或闪烁说明CPU 有问题 。

CPU 226共有24个数字量输入点,分别为I(0.0…0.7)、I(1.0…1.7)、I(2.0…2.7),用于操作信号及保护信号输入;有16个数字量输出点,分别为Q(0.0…Q0.3)、Q(0.4…1.0)、Q(1.1…Q1.7),用于主回路漏电闭锁检测信号的延时投入及各负载的控制。

EM231为模拟量输入模块,它是将综合控制器ZFK 输出的模拟量信号转换成数字信号，EM222为数字量输出模块, 用于综合控制器ZFK 输出信号的控制。

CPU 模块 EM231 EM222电源与输出端子状态LED 通信口输入端子图3 PLC4.3.2 继电器板(JDB)继电器板是配合PLC 使用的,作为中间驱动环节;其内部装有若干个小型继电器和一个整流模块，它接收PLC 发出的信号控制：切割、油泵、转载、备用各交流接触器通断及报CNBM 凯盛重工有限公司恒通牌EBZ200型掘进机 电气使用说明书5警装置、220V/36V 供电回路的通断，该继电器板供电电源为交流24Ｖ。

输出端子输入端子图4 JDB 板 4.3.3 综合控制器(ZFK)综合控制器(ZFK)通过其输入端口采集各传感信号:如【电流变送器(TA1～TA5)的电流信号】、【主回路漏电闭锁监测信号】、【切割电动机过热监测信号】、【220V/36V 控制回路对地绝缘电阻监测信号】、【油温超限监测信号】等,并进行综合处理，将与之对应的保护信号传输给可编程控制器PLC ，实现对主电路的过载、过热、短路、断相、漏电及控制电路绝缘进行监视和保护，同时将故障及工作状态信号传输给液晶显示屏显示，综合控制器外形见图5。

指示灯图5 综合控制器ZFK综合控制器(ZFK)主要功能:◆漏电闭锁保护漏电闭锁保护是在电动机起动前对电动机绕组及部分供电线路进行绝缘检测,当被检测部分的绝缘电阻值大于规定值时(具体数据见表面1)，综合控制器(ZFK)内部触点闭合，经X1端口至PLC,允许电动机正常起动。

如果绝缘电阻值小于规定值，控制器内部触点断开，电气使用说明书 恒通牌EBZ200型掘进机6 CNBM 凯盛重工有限公司与之相连的PLC 接点失电，电动机不能起动，实现了漏电闭锁保护，当绝缘电阻恢复到一定值时，漏电闭锁电路自动解锁。

为了防止主电路的操作过电压及电动机反电势串入综合控制器(ZFK)，利用PLC 的延时功能，在起动信号接通后，先使继电器KA 通电，使漏电检测线断开，延时0.2S 后，再接通主交流接触器KM ，从而避开高电压对综合控制器(ZFK)的冲击。

停机时通过PLC 的控制使串接于漏电检测回路的KA 节点延时5S 后闭合，从而避免主电路操作过电压及电动机反电势对ZFK 的冲击，其保护特性见表1。

◆短路(过流)保护综合控制器(ZFK)配合电流变送器(TA)能实现短路保护，当电动机出现8倍以上额定值的短路电流时，TA 的监测端口给出短路信号，输入到ZFK 中，通过内部的运放隔离，单片机处理等环节使执行电路动作，导致接触器跳闸，实现短路保护，同时故障显示单元给出相应的故障指示。

该保护动作具有自锁特性，故障消失后，必须断电才能复位，同时故障消失,该保护特性见表2。

◆过载保护电流变送器(TA)通过其端口把各电动机的负荷信号输入到综合控制器ZFK 中实现过载保护。

当电动机工作电流增大，电流变送器TA 输出信号增大，当电动机工作电流达到额定值的1.2倍以上时，ZFK 通过内部的运放隔离及单片机处理使执行电路动作，导致接触器跳闸，实现对电动机过载保护；同时故障显示单元给出相应的故障指示。

保护动作后，经过一段时间，可以自动恢复，该保护特性见表2。

◆断相(不平衡)保护当电动机出现断相或严重不平衡运行状态时,电流变送器(TA)的断相信号输入到保护器中,通过保护器内部的运放隔离，单片机处理等环节使执行电路动作，导致接触器跳闸，实现断相或不平衡保护，同时故障显示单元给出相应的故障指示。

断相保护动作具有自锁特性，故障消失后，必须断电才能恢复，该保护特性见表2。

CNBM 凯盛重工有限公司恒通牌EBZ200型掘进机 电气使用说明书7◆过热保护过热保护是利用电动机绕组里预埋的PT100热敏电阻作为传感元件,其电阻值随着电动机的温度上升而增加，当工作电动机绕组温度≥150℃时,将过热信号输入到综合控制器ZFK 中，通过处理使保护输出节点断开,导致交流接触器跳闸,实现电动机的过热保护,同时中文显示屏显示过热。

4.3.4 漏电监视(ZFL)该监视器对控制电路中36V 与220V 回路进行绝缘监测,当被监测电路的绝缘电阻低于表1中的值时，ZFL 内执行继电器动作，经综合控制器使PLC 的输出继电器动作，从而使BJ12～BJ15失电释放，断开控制回路供电电源，完成绝缘监视保护,同时综合控制器及液晶显示屏均给出相应显示，其保护特性见表1。

电气使用说明书 恒通牌EBZ200型掘进机8 CNBM 凯盛重工有限公司该漏电监视器与温度控制器配合，在油箱温度超过规定值时动作，并将超温信号送到综合控制器，经PLC 处理，使运行中的油泵电动机停止运行。

4.4 故障显示掘进机运行过程中所出现的各种故障均可在操作箱面板上的液晶显示屏上显示,其画面如图6所示。

图6 故障显示5. 工作原理及使用操作电气系统采用三级控制，即由安装在操作箱里的开关按钮控制可编程控制器PLC ，再由PLC 控制继电器板JDB ，然后由JDB 来控制交流接触器。

保护元件如综合控制器(ZFK)、低压漏电监视（ZFL ）,油温超限保护器等输出接点，串接于PLC 的输入回路中，对各电机进行控制和保护，以致掘进机安全作业。

5.1 操作箱面板操作箱面板上装有12个按钮用于控制掘进机各电动机的起停,2个转换开关用于通断电源和支护、运行转换，1个急停按钮及液晶显示屏，具体见图7所示。