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电牵引采煤机培训


电牵引采煤机培训

天地科技股份有限公司上海分公司

456电气系统原理图
1140V

4

4个100KW截割电机

温度

电流

400输入 A2 方向指令

向左
向右

>PLC
牵起 牵电

牵起 牵电 MC 速度指令 牵 引 电 流

GP
BP 准 备 BP 运 行

2

PA7

速度指令 A4 准备 A5 BP准备 A6 松闸确认 A2 BP运行 松闸确认

WS

运行

PA7
压力继电器

电控箱

变频箱

? 1.PLC系统工作原理
(1).PLC种类、硬件结构、软件工作流程 (2).端头站工作原理 (3).遥控器工作原理 (4).瓦检仪工作原理 (5).PA1工作原理 (6).PA2工作原理 (7).PA7工作原理

? 1.PLC系统工作原理
(3).遥控器工作原理 遥控器电路由按键、单片机电路、射频发射芯 片及相应电路组成。 通过单片机的IO口读入按键信息,再由单片机 进行编码运算后驱动射频芯片TDK5101,发出射频 信号。 遥控器的晶体使用327.420MHz与 316.185MHz晶体。

? 1.PLC系统工作原理
(3).遥控器工作原理

按键

单片机电路

射频发射电 路

提醒:尽量不要强力撞击,有可能会损坏晶振造成硬件故障。

序号 1

键一

键二

功能 牵停

2

急停

3

向左

4

向右

5

加速

6

减速

采煤机通用操作功能

7

左升

8

右升

9

左降

10

右降

11

运闭

序号

键一

键二

功能

12

总停

13

破碎机升

14

破停

15

破碎机降

16

备用

采煤机特殊操作功能

17

左挡煤板左旋

18

右挡煤板左旋

19

左挡煤板右旋

20

右挡煤板右旋

? 1.PLC系统工作原理
(3).遥控器工作原理

常见故障1:部分遥控器在使用一段时间后会出现控制 失灵现象,具体表现可以是按键红灯亮、按键后灯反 应滞后且绿灯多次闪烁、按键无任何灯亮中的一种;

原因:很多情况下该问题的产生原因是单片机软件跑飞了,处
理办法是把电池取出,用金属物体把遥控器电源接口短路一下, 再次上电即可正常工作。只有进行这样处理后仍有控制失灵现 象的遥控器才是出现了硬件故障。

? 1.PLC系统工作原理
(3).遥控器工作原理 常见故障2:遥控器在使用一段时间后会偶尔出现按任 意健即牵停现象; 原因:在于软件设计时,检测到电池电压过低,认为遥控器控
制即将失灵,自动发出了牵停信号,因此一旦出现这种情况, 应立即更换确保电量充足的电池,如更换电池后仍有此现象, 请检查遥控器电池供电线路的接触问题。

? 1.PLC系统工作原理
(3).遥控器工作原理

常见故障3:遥控器在使用过程中发现,没有按下任何 按键时绿色指示灯一直在闪烁; 原因:一般是由于遥控器受潮,个别按键被短路,一 直有指令发出。
常见故障4:遥控器按键按下时红灯快闪; 原因:电源电压低,

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理 接收器电路由电源电路、射频接收电路、解码电 路、单片机电路、继电器驱动电路组成。 射频芯片TDA5211及相关电路,解码电路装于射 频电路板上,一个射频电路板负责一个无线通道,对 应于采煤机两个发射器。两块射频电路板上安装的晶 体频率分别为327.420、316.185MHz。 射频电路板将无线信号转化为数字信号,经过解 码电路解码后,输入单片机IO引脚,经过数据调制处 理后,驱动相应的继电器,并实现与采煤机的数据通 讯。

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理

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)

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理

常见故障1:只使用了半个小时左右后,所有遥控 器失效。 原因:一般为电路板上的极性电容焊反,致使工作 一段时间后电容被击穿,使得板上的5V电源拉低。

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理

常见故障2:使用一段时间后,所有遥控器都失效, 重新上电后,遥控器又正常,再过一段时间后遥 控器又都失效。 原因:遥控接收盒对外的天线接触不正常,大多数 情况下为,天线的屏蔽层接触了大地。

? 1.PLC系统工作原理
(6).PA2工作原理

常见故障2:遥控距离很近
原因:遥控接收盒的天线的芯线与屏蔽层短路,或 者芯线断路。

J1_15

J3_3

IN4004

D

IN4004

D

2

1

1

R

K

8

0.1uF/50V

C30

100uF/50V

C

2

0.1uF/50V

C

100uF/50V

C

+

4

1

IN4004

D12

1

R

1

R

K

K

2

1

+ 0.1uF/50V C

3

I0V

2

1

4

3

2

1

J1_14

TLP521(1)

U

TLP521(2)

U1B

TLP521(2)

4

? 1.PLC系统工作原理
(7). PA7工作原理
U1A

3

4

5

6

7

8

PGND

1

1

1

6

6

6

IN4004

D

IN4004

D

G6A274

KBQA

G6A274

KBRA

G6A274

KRDA

5

4

IN4004

D

+

+

+

3

1

1

1

+12V

1

2

S

D33

S

1

4

I5.5V

I0V

2

R26

0

1uF/35V

C48

K

0.01uF/50V

C46

I0V

I0V

IRQ

GAS_2

C

C

C

1

R25

3

1

0

0

0.033uF/50V K

C47

4

1

2

2

1

1

1

1

1

1

1

2

1 1 1 0 9 8 5 4 3 2 0

9

8

7

6

5

4

3

2

CGMXFC

RST

PD7/T2CH1

PD6/T2CH0

PD5/T1CH1

PD4/T1CH0

PD3/SPSCK

PD2/MOSI

PD1/MISO

PD0/SS

PE1/RxD

PE0/TxD

P

P

P

P

P

P

P

I5.5V

IRQ

C

C

C

C

C

C

C

6

5

4

3

2

1

0

7

1

I5.5V

Vdd

0

4

VddA

0

3 C45

Vddad/Vrefh

6

1

Vss

0.1uF/50V

C50

C49

0.1uF/50F

1

3

Vssad/Vrefl

PA7/KBD7

PA6/KBD6

PA5/KBD5

PA4/KBD4

PA3/KBD3

PA2/KBD2

PA1/KBD1

PA0/KBD0

1

4

PB7/AD7

PB5/AD5

PB4/AD4

PB3/AD3

PB2/AD2

PB1/AD1

PB0/AD0

0.1uF/50V

VssA

PB6/AD

MC68HC908GP32

OSC2

OSC1

(7). PA7工作原理

I0V

I0V

4

4

2

2

2

2

2

2

2

2

3

3

3

3

3

3

3

3

3

4

9

8

7

6

5

4

3

2

9

8

7

6

5

4

3

2

U12

? 1.PLC系统工作原理

DIN7

RST

SET

DIN0

I0V

I0V

I0V

SET

G

OSC1

1

2.4K

R30

3.9M

R27

1

R31

5

R28

K

6 1N4004

K

2

D34

3

1

I5.5V

1

2 I0V

S

Q

1N4004

8

3

0 G6AK234

D35

5

Y

0

1

D

47pF/50V

C52

C51

47pF/50V

6

1

1

S

1

R29 5

1

2

I0V

K

R

GAS_GND

GAS_1

RST

K1A

2.4K

R32

1

R33

K

1N4004

D36

I5.5V

I0V

S

Q

1N4004

8

4

0 D37

5

0

D

? 1.PLC系统工作原理
(7). PA7工作原理

? 2.(大机型)DSP系统工作原理
(1).主控器工作原理(普及培训) (2).通讯模块工作原理(普及培训) (3).语音预警模块工作原理(普及培训) (4).启停控制模块工作原理(普及培训) (5).动力检测模块工作原理(普及培训) (6).EF1-4高压漏电检测原理(针对性培训) (7).EF漏电检测原理(针对性培训) (8).近控模块工作原理(普及培训)

? 3.(小机型)DSP系统工作原理
(1).主控器工作原理(普及培训) (2).TM控制盒工作原理(针对性培训)

? 4.变频器参数说明
(1).G7变频器参数说明 (2).ABB变频器参数说明

? 变频器运行过程 ? 变频器得到运行指令时并不是直接松闸加速至给定速度值, 从开始启动到已经运行,必须经历松闸时序过程。 ? 当变频器得到运行指令时(给方向、速度),变频器输出 一个3Hz电源给牵引电机供电,牵引电机此时有电流通过 产生力矩将机组锁住,防止下滑。当变频器输出的负载电 流达到设定值时(30%额定电流),变频器发出松闸指令, 控制制动电磁阀切换油路给制动器供油压。 ? 由于制动器的松闸运动与油压的上升相对于电气来说速度 很慢,制动器从闭合到打开需要一定时间,如果变频器发 出松闸指令的一瞬间就加速至给定速度,则电机相当于阻 转,所以变频器运行还需要松闸反馈信号,确保制动器打 开后再加速运行。变频器发出松闸指令后开始等待,在1 秒钟内收到压力继电器反馈回来的松闸确认信号,则变频 器正常加速牵引,如果1秒钟内没收到松闸确认信号则变 频器报SE3时序错误。

运行

牵停

速度指令

.
3HZ

3s到达给定速度

输出频率 f

. . . . .
t1

.

. .
3HZ

电机电流 I

30%Ie

. . .
t1<1秒 t2<1秒
t2

松闸指令

2~2.5 MPa 1.5MPa

1.5MPa

. .

油压(制动器) 压力继电器 松闸确认

变频器四像限运行 报闸系统时序图

? 变频器停止及换向过程 ? 当变频器停机或换向时也不是直接停止变频器后 就报闸,牵停后到机组停住必须经历报闸时序过 程;换向过程则包括报闸时序和松闸时序(反向) 两个过程。 ? 当给变频器牵停指令时,变频器先减速至抱闸频 率3HZ,牵引电机此时有电流通过产生力矩将机 组锁住,防止下滑。当变频器输出的负载电流下 降至设定值时,变频器关闭松闸指令,制动电磁 阀失电,制动器回油。变频器关闭松闸指令后开 始等待,在1秒钟内松闸确认消失则变频器正常停 止运行,如果在1秒钟时间后还有松闸确认则报 SE4时序错误。 ? 变频器换向过程就是停止过程和反向启动过程的 结合。

? 4.机组参数说明
(1).恒功率自动控制 设置恒功率自动控制的目的是为了充分利 用截割电机的功率,同时也不使电机超载而损坏。 根据功率P=·U·I·cosψ公式,功率P正比于电流I。 所以,采用四个电流互感器分别检测各截割电机 的单相电流,就可以知道电机负荷状况,电流互 感器输出0~10V标准信号,送入PLC进行比较, 得到欠载、超载信号。当四台电机都欠载(P≤90 %Pe)时,发出加速信号,牵引速度增加(最大 至给定速度);当任一台电机超载(P>110%Pe) 时,发出减速信号,直至电机退出超载区域。

? 4.机组参数说明
(2).重载反牵控制 重载反牵引功能的设置是为了使采煤机避 免严重过载,达到保护电机的目的。当任一截割 电机负荷大于130%Pe时,通过PLC算法实现, 使采煤机以给定速度反牵引一段时间(10s)后,再 继续向前牵引。

? 4.机组参数说明
(3).截割电机热保护 在左、右共4个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。当任一台 电机温度达135℃时, 将截割电机额定电流值降为 原来的70%运行, 达155℃时,PLC输出综合保护 信号将采煤机先导回路切断,使整机停电。

? 4.机组参数说明
(4).牵引电机恒功率控制 在变频调速箱内通过电流互感器CT检测 牵引负载电流,当负载电流达到额定值的110%时 牵引减速,直至电机退出超载区域;当负载电流 达到额定值的130%时牵引故障停机

? 4.机组参数说明
(5).漏电闭锁保护 指在变频器未送电之前,对变频器的输出进行漏 电检测,当发现变频器的输出端对地绝缘小于7kΩ 时,漏电闭锁保护动作,使得真空接触器无法吸合, 变频器无法送电。 (6).漏电保护 指在变频器运行过程中,对变频器的输出进行漏 电检测,当发现变频器的输出端对地绝缘小于 3.5kΩ时,漏电保护动作,使得变频器故障停止。 (EF3)

? 4.机组参数说明
(7).电压异常保护 指检测变频器的输入400V三相电压的过、欠压 情况(±15%),当输入的三相电压超过整定范 围时,保护动作使得变频器故障停止。

? 4.机组参数说明
(8).显示屏参数修改

显示主窗口,点击左下角系统菜单打开菜单窗口

菜单窗口,点击帮助信息打开帮助菜单

帮助菜单,点击帮助信息可查看显示帮助内容。点击显示器参数打开显示器参数设置窗口

因修改参数需要密码,所以先弹出密码验证窗口 密码验证窗口,点击密码输入框,输入123123,然后点Enter确认打开显示参数窗口

显示参数窗口,点击每一栏左侧的选项框可选中或取消相应内容显示

修改机组型号。点击允许修改显示型号选中该选项,然后点击机组型号后 的数字输入框,输入10,则机组型号改为MG900/2215-WD型采煤机;输入 11,则机组型号改为MG900/2215-GWD型采煤机;输入12,则机组型号改为 MG900/2215-QWD型采煤机;输入完成再次点击允许修改显示型号取消 选中。

修改牵引电机额定电流设置。点击修改锁定,当其变为绿色时允许修改。然后点击 牵引电机下数值输入框,输入2340,设置完成再次点击修改锁定将其锁定。然后点 击窗口右上角返回主窗口完成显示参数设置。

高压漏电检测原理
+12V KG F1 -12V 高压真空 接触器 一次侧接 线柱 +24V 3300V 电阻动作值75K 1140V 电阻动作值40K EF1

采样电阻 K2.1
检测回路

5

KT1.2
P1电位器

+ _
rr

K3.1

+24V +24V 8 电机 启动 按钮 7

0V

+24V KT1 +24V KT3 KT1.1

+24V K1

K1.1

延时 2S +24V

0V

K2 0V
KT3.1 K1.2

KT2 延时 2S

0V

电机启 动回路 漏电显示 回路

15 16 18 17 13 14 12

EF1.2

EF1.1 KT2.1 +24V KG

0V

+24V

K2.2 KT3.2 KT2.2 0V

复位按钮 11 K3 0V

高压漏电检测流程
高压漏电检测流程
电机启动按钮按下
K1上电 K2上电

K2.1闭合,漏电 检测回路接通 K1.2闭合,KT2延时 上电启动条件之一 K1.1闭合,KT1延时 上电电路启动 延时2S后,KT1上 电,KT3上电 没有发生漏电 漏电

K2.2闭合,KG上电, 高压侧检测回路接通 进行漏电检测

KT3.1闭合,KT2延 时上电启动条件之二

EF1.2断开,电机不允许启动, EF1.1闭合,漏电显示灯亮 KT2延时上 电电路启动 KT3.2断开,KG失电,高 压侧检测回路断开 KT1.2断开,漏电检 测回路断开

2S延时后,KT2上电 漏电检测结束 KT2.1闭合,高压真空接触器上 电条件之一满足

KT2.2断开

电机启动按钮必须维持4S 以上才能完成漏电检测过 程(2S)和电机启动过 程,否则电机不能启动 KT1上电的目的:断开漏电检测回路 KT2上电的目的:延时4S后让,满足 真空接触器上电的条件,最终电机启动

不漏电,EF1.2没有断开,真 空接触器上电条件满足

电机启动

端头站与PA1工作原理
左端头操作站
+12V

左右共用的开关量信号,由同一个继电器输出 PA1盒
1

按键 信号

编码 调制
急停信号

2

左端头站信号 解调

3
0V

右端头操作站
+12V

信号处理

开关量输出

1

按键 信号

编码 调制
急停信号

2

右端头站信号 解调

3
0V

机载375/456TM盒工作原理
J2
1 2 3 4 8 12 5 向左 向右 加速 减速 牵停 复位 F0V
F24V

J4
J1、J2、J3、J4为公共盒的四个插头
漏电闭锁 附加直流 1 MC-3 27 ~18V ~0V ~18V F24V F0V 变频器

稳压 整流

21 20 17 18

J1
变频器 1 2
电压采样

漏电试验

10 试验电阻

X25
KBR 松闸 6 1 2 3 MC-2 牵电 9

整流
4 5 7

~8V
5V_A

输入

向左 向右 加速 减速

X22
35 15 36 16 33 30
01 02 03 04 07

KQD

DC/DC
5V_A 0V_A

8 输出 10 11

公共端

5V_A

电源显示 27 漏电 13

F0V

复位
KBRQ.1

12 5 23 2
KBRQ.2 主 控 器

05

电压异常 15 松闸 16
漏电检测

14

漏电检测

14 32

松闸确认

06

松闸确认 18 S0V

松闸确认

4

本安部分

J3
1 2

松闸 A+12V

KBR.1 7 25

制动电磁阀

A+12V

KBRQ

压力继电器触点 松闸确认
4

6 主控器 1JZ 26 3 1JZ带变频器真 空接触器 22

KBR.2 松闸 KPRT.1 外部 故障 保护

A0V

机载375/456TM盒软件工作原理
? TM盒的功能包括:漏电闭锁检测、电压异常检测、 采煤机近控功能、变频器控制。
– 漏电闭锁:机组上电后,进行漏电检测5-6秒,不发 生漏电(包括电压异常检测),变频器上电,漏电检 测回路切断;反之,变频器不上电; – 电压异常:对变频器输入电压时刻进行电压检测,超 过320-450的范围,变频器就断电; – 采煤机的近控功能:当机组上的速度、方向、牵停、 公共端拨钮拨到近控位置时,可实现机身按钮对变频 器的直接控制;

机载375/456TM盒软件工作原理
? 变频器的控制:包括了变频器的松闸指令 和松闸确认功能; ? 软件设计:
– 通过“牵电”状态的反馈,实现变频器漏电闭 锁检测回路的通断; – “牵电”状态能够正常反馈到TM盒中,近控的 控制功能才能正常实现; – 开关量的输出都是由单片机控制实现的;

机载375/456TM盒软件工作原理
? 有单片机的电路板的指示灯说明:
– S1灯亮:表示检测到漏电,漏电闭锁有效; – S3灯亮:表示发生电压异常; – S4灯亮:表示变频器已发出“松闸”指令,电路 板根据指令驱动继电器和发光二极管执行 “松 闸”指令; – S6灯亮:表示电路板收到“松闸确认”,电路板驱动 相应 继电器,反馈给变频器; – S8灯亮:表示电路板收到“牵电”状态; 以上状态说明:灯亮,表示电路板已收到或发出了相应 指令,如果外部电路没有执行相关指令,应查找外部 线路的故障

220V漏电检测原理图
220V漏电检测原理图
30V
1 2 3

整流稳压
0V 12V 30V 附加直流 K10

动作电阻值:3K-3.5K

15

16

检测回路

比较回路

8 9 10

0V K10


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