掘进机电气系统说明书修正版word资料23页

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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.2019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 用隔爆型三相异步电

2、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

3、构紧凑、安装方便、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

4、煤尘和潮湿的恶劣环境中。KXJ4-321/1140E-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：Exd ib I。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 10:350mA C0:4.7|J F L0:0本安元件:本安电源及配接设备CX4-4 / 12本质安全型操作箱本安电源参数:U0 :DC12V I0:1AC0:5.7p FL0:0.4p H执行标准:MT/T661-2019煤矿井下用电器设备通用技术条件 MT/T682-2019悬臂式掘进机电控设备系列与参数Q/JC-04-2019 (KXJ4-/DE矿用隔爆兼本

5、质安全型开关箱1.3使用环境条件：a. 运行环境温度为一5C+ 40C；b. 海拔不超过2000m ；c. 周围空气相对湿度不大于90%(+25C)；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一匚掘进机用电压（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

6、境用电气设备第2部分隔爆型“d”和GB3836.4-2000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。开关箱位于掘进机本体的左后方，掘进机的主要电器元件都安装在此开关 箱内，开关箱的主腔和接线腔均为隔爆型结构，接线腔和壳体上均设有接地螺栓。开关箱箱体为长方形，箱门和上盖用螺栓和箱体紧固，箱门只有在电源 开关处于停止的位置才允许打开，电器元件均装在主腔内，分别安装在主 盘、主控制器盘和变压器安装盘上。主腔的右侧装有隔离开关、保护隔板，主 盘安装在壳体后壁上，为螺栓固定式结构，主电路的电气元器件

7、大部分都安装 在该盘板上，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制回路断路器QF1 QF4、漏电检测元件霍尔传感器HEC1-HEC2 和 NL、交流真空接触器KM1 KM4、电流互感器TA1TA9等元件。主控制器盘上装有由PLC、2个8路模 数转换及继电器板等组成的主控制器，采用螺栓加减振垫的方式固定在箱体底 板上。变压器安装盘上有控制变压器和主回路熔断器，也是采用螺栓加减振垫 的方式固定在箱体底板上。开关箱的左门面上有产品铭牌，右门上设置了电源开关、煤安“MA”和 防爆标志“Exd ib I”。两扇门均设有“严禁带电开盖”警示牌。在两门中 间安有仪表盘，上有油泵计时表、截割计时表、2个显示仪

8、表。开关箱与电源、电机、电铃等元件的电气连接是通过电缆、开关箱进线 嘴、开关箱接线腔来实现的。接线腔内装有1组电源接线端子、5组电机接线 端子、9个九芯低压端子和3个接地端子。在其左右后三个壁上共设置了 17个 进线嘴，右壁上的1个进线嘴可穿入95mm2电缆与电源相连；左壁上的2个进 线嘴可穿入35mm2电缆与截割电机、油泵电机接线端子及热敏电阻相连；后壁 上的14个进线嘴通过电缆分别与操作箱、二运电机、3个照明灯、2个急停控 制按钮、1个瓦斯传感器及1个电铃相连。接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有“严禁带电开盖”警示牌。接线腔和主 腔内电源线端子均设有绝缘保护板和隔板，防止误操作危害人身安全。

9、开关箱外壳焊有接地螺栓，通过专用接地导线将壳体与机架相连。KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱的壳体为Q235-A钢外 壳。3、工作原理电控系统各回路组成及工作原理分述如下（详见KXJ4-321/1140E-4矿用隔 爆兼本质安全型开关箱电气原理图）：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

10、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AC1140O3.3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R

11、S485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

12、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，

13、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 第4页常开触点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

14、“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

15、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

16、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：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 第5页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D