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1、KXJ1-321/1140 E-4 矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱 使 用 说 明 书上海创力矿山设备有限公司Shanghai Chuangli Mining Equipment Co.,Ltd.2008年6月1概述1.1 产品特点：KXJ4-321/1140E-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-220-（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
2、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S220A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。KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱是S220A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232串口通讯技术，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
3、方便、可靠性高等特点。1.2主要用途及适用范围：1.2.1主要用途:本开关箱主要用于控制S220A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；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。1.2.2适用范围:1.2.2.1本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合。1.2.2.2本产品可使用在具有煤尘和潮湿的恶劣环境中。K
4、XJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型。防爆标志：ExdibI。本安元件: 本安电源及配接设备GJC4低浓度甲烷传感器本安电源参数: U0:DC12.7V I0:350mA C0:4.7F L0:0本安元件:本安电源及配接设备CX4-412本质安全型操作箱本安电源参数: U0 :DC12V I0:1A C0:5.7F L0:0.4H执行标准: MT/T661-1997 煤矿井下用电器设备通用技术条件MT/T682-1997 悬臂式掘进机电控设备系列与参数Q/JC-04-2005 KXJ4-/E矿用隔爆兼本质安全型开关箱1.3使用环境条件：a. 运
5、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。1.4 型号的组成及其含义KX J 4321 / 1140 E掘进机用电压（V）功率（KW）产品序号隔爆兼本质安全型开关箱2、结构特征： 开关箱是按照GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求、GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备 第2部分 隔爆型“d”和GB38
6、36.4-2000爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型“i”的标准，属隔爆兼本质安全型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。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、截割低速、截割高速、二运电机便可运转。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
7、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。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RS485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
8、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，SB3装在操作箱上，和设在整机油箱前侧的紧急停止按钮SB1一样为总急停按钮,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SB2设在整机左侧，司机席前部，拔出SB2并自锁,截割电机将不能启动。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
9、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。3.3.2.1信号油泵启动前应给信号，按下开机键，PLC输出点DO1.A6控制警铃继电器KA10闭合，KA10.1吸合,电铃鸣响，5秒后电铃停止鸣响，此时松开按键，液晶屏画面自动切换至电机启动画面，此时才允许启动油泵电机。油泵未启动再次按开机键，液晶屏画面又返回至前级画面。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.A2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
10、KM1.3闭合，接通油泵计时表T1,油泵电机开始计时。 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”、“截低停止”、“截高停止”、“二运停止”，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
11、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“截低”按键，主控器启动5s的定时，同时输出点DO1.A6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“截低预警”。定时时间到， DO1.A6断开KA10.1，电铃停止，PLC输出DO1.A3控制继电器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T2，截割开始计时。常开触点KM2.1闭合，输入至PLC的DI1.B1，PLC检测到此信号认为截割低速已启动，否则发出截低启动失败的故障信息，按复位键复
12、位。截割启动后状态信息将变为“截低运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心，同时截割高速指示显示“截高互锁”。再次瞬时按“截低”按键，PLC输出DO1.A3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DI1.B1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“截低粘连”故障信息。截割停止后状态信息显示“截低停止”，同时截割高速处指示显示“截高停止”。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。截割高速同理，只是显示时有一点点差别。3.3.2.4 二运启动、停止
13、: 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”。 3.3.2.5总急停和截割急停: 机器运转
14、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,拔出截割急停按钮，输入PLC信号DI1.A1,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。3.3.2.6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，截割低速、截割高速、二运电机的状态信息才显示，否则按键“截割低速”、“截割高速”、“二运”将不起作用。油泵停止，运行中截割低速、截割高速、二运电机将停止。c.截割高、低速之间
15、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XK1,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。3.3.2.7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HEC1HEC2、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
