【580采煤机电控系统说明书】 采煤机电控原理

TX580电控系统使用说明书

青岛天迅电气有限公司

目 录

一、概述………………………………………………………2

二、安全须知…………………………………………………2

三、主要技术参数……………………………………………3

四、电控系统组成和工作原理………………………………3

五、电控系统安装调试…………………………………………….9

六、各种操作详解……………………………………………9 附录：

常见故障排除

电控系统器件明细表

电控系统原理图

一、概述

感谢您使用青岛天迅电气有限公司生产的TX580采煤机电控系统。TX580型采煤机电控系统是青岛天迅电气有限公司根据鸡西煤矿机械有限公司的技术要求，研制开发的机载式交流变频调速电控系统，为鸡西煤矿机械有限公司MG2×125/580-WD 电牵引采煤机配套。

该系统在其它同类产品的基础上本着简单、可靠、便于操作和维护的原则进行设计制造。主控器部分选用日本松下可编程控制器作为控制核心；使用红外操作站和左右端头操作站，通过串行通信方式和主控器进行数据交换，操作简单便于维护；配置无线遥控系统，操作安全便捷；显示器采用可编程触摸屏，采煤机的控制功能高度集成，可实现配置工控机类型主控器的所有功能，而体积大幅减小，结构更加简化；为适应薄煤层电牵引采煤机结构上的需要，变频器采用1140V 直接供电，从而节省了大量的空间，系统整体性能稳定可靠，适用于震动，高温，潮湿和强电磁干扰的矿山作业环境。

二、安全须知

1、未经培训的人员不得操作和维修本系统，以免引起人身事故和设备损坏。

2、操作人员应认真阅读本说明书，并按照煤矿安全规程规定进行设备的开机前检查，机器开、停及各功能操作。维修人员在检修设备时也须按照煤矿安全规程规定进行检修。

3、本系统既有高压线路，又有微电子数字线路，并在有爆炸、可燃性气体、粉尘环境下工作。因此必须在断电5分钟后，方可开启

箱体盖板进行检修操作。

4、本系统的电气元部件更换须使用青岛天迅电气公司提供的配件，以免引起安全事故和导致经济损失。

5、为保证系统可靠运行，非专业技术人员不得擅自改变系统参数。

6、本系统在包装、运输和存储过程中，应做到防尘、防潮、防倒、防碰撞。

7、本产品存储条件为0~35℃，湿度为

8、在十分钟内启停车次数不能超过5次。

三、主要技术参数

1、海拔高度低于2000米；

2、工作温度：-10~+65℃。

3、+25℃时，周围空气相对湿度不大于97%；

4、无足以腐蚀金属和破坏绝缘气体的场所；

5、采煤机电源电压：1140 V

6、变频器： 适配电机功率：30KW ×2

输入电压：1140V （-15%～+10%）

输出频率范围：0～83.4 Hz

四、电控系统组成和工作原理

MG2×125/580-WD 型采煤机装机功率580Kw ，截割电机功率125K w, 牵引电机功率30Kw ×2，泵电机功率30Kw ，采煤机供电电压1140V ，除牵引电机由变频器供电外，其余电机供电电压均为1140V 。电控系

统由主回路，控制回路，变频器和各种传感器组成。

采煤机电气系统原理图见附录

1. 主回路

主回路主要是由隔离开关QS ，真空接触器KM1，KM2，截割电机，牵引电机，泵电机，变频器等组成。

(1)采煤机送电。首先把隔离开关QS 旋转到“合”的位置上，然后把SA3旋转至启动位置维持数秒，先导回路导通，控制前级磁力启动器接通，开始向采煤机供电，泵电机同时启动，变频器得电。若想切断采煤机电源需把SA3旋转至停止位置，若需再次送电，应等待至少1分钟以上。

注： 隔离开关QS 严禁带负荷操作。

(2)左截割电机启动：在煤机送电之后，把SA1旋转至启动位置，3秒钟之后KM1吸合，左截割电机启动。若想停止左截割电机只需把SA1旋转至停止位置。

(3)右截割电机启动：在煤机送电之后，把SA5旋转至启动位置， 3秒钟之后KM2吸合，右截割电机启动。若想停止右截割电机只需把SA5旋转至停止位置。

2. 控制部分

⑴控制变压器TM 将主电源1140V 变成36V ，28V ，25V ，其中25V 给主控器箱供电，36V 给真空接触器KM1，KM2线圈供电，28V 经整流桥VC 整流后给滚筒调高电磁阀，煤机制动电磁阀供电。

⑵主控器箱。主控器采集电机电流、温度保护接点，液压节点，漏

电检测，变频器数据，采煤机按钮开关等各种工况信息，接收来自遥控器，红外操作站和端头站的控制信息，进行逻辑判断，控制系统运行，并在可编程触摸屏和端头站上显示系统运行状态。

⑶红外操作站。为本安型操作站，由电池供电，安放在机身的中间部位。操作站与主控器之间通过串口通讯方式传递数据。操作人员通过端头站可以进行滚筒升降，牵引，急停，工况信息和故障查询，参数设置等操作。

⑷遥控器。为本质安全型，左右各一只，由电池供电，与内置在电控箱中的接收装置组成无线遥控系统，可实现对煤机的滚筒升降，牵引，急停等操作。

⑸端头站。为本安型操作站，由主控器本安12V 供电，左右各一只，分别安放在机身左右两侧。端头站与主控器之间通过串口通讯方式传递数据。操作人员通过端头站可以进行滚筒升降，牵引，急停，工况信息和故障查询，参数设置等操作。

⑹显示器箱。通过串口通讯方式和主控器交换数据，实现工况实时监控。

3．变频器

变频器型号为TX-D4-12-410, 是根据本采煤机的整机参数、使用环境和特点定制的一个全新的机型，它的主要特点是体积小、容量大、1140V 直接供电、保护功能齐全、（过电压、过电流、超温）、反馈信息齐全（1、故障代码,2、频率,3、中间电压,4、电流,5、扭矩值）、可实现牵引电机的四象限调速控制。变频器通过485通讯方式与主控器进行通讯，实时读取变频器的各种数据及故障信息。牵引操作时严禁直接切断电源，断电时必须先按下牵停键，再切断电源。断电后要至少等待2分钟才能重新送电。

4．传感器

电控系统中使用的电流互感器将电流信号变成电压信号送入主控器；温保传感器检测电机温度；漏电检测模块可对电机绝缘性能进行检测；压力传感器可检测液压系统低压油压；低浓度甲烷传感器用于检测瓦斯浓度；电压传感器实时检测系统电压。上述传感器浓度由主控器进行数据处理，实现控制和保护功能。

5．电控系统功能

a. 操作控制功能

完成煤机开启, 滚筒调高, 牵引控制, 急停等操作，每项操作功能均可通过红外操作站或遥控器实现。

b. 工况检测，报警和保护功能：

c. 恒功率控制和重载反牵

根据截割电机电流控制采煤机速度，当任一截割电机电流大于额

定电流110%时，主控器自动执行牵引减速控制，有效防止截割电机超载停机。如果两台截割电机的实际工作电流都≤90%额定电流，则牵引升速到给定值。

d. 参数设置和故障屏蔽

通过红外操作站或端头站，可对系统重要参数进行调整，对保护功能进行单项屏蔽。

6．工作原理

a 、主控器工作原理

主控器主要有以下几部分组成：电源板、继电器板、本安电源板、遥控接收板、光电隔离板、PLC 、模拟量模块；

控制电源板提供DC24V 电源，其中PLC 、模拟量模块、继电器板、光耦板、显示屏、红外接收板等使用DC24V 电源，遥控接收板及系统电压采样信号由主控器外部的控制变压器的AC25V 电源直接供电，端头站由主控器中的本安电源板供DC12V ，另一路本安DC12V 向外部传感器供电；

遥控接收板将接收到的遥控信号以继电器接点和电平信号的方式

反映给PLC 以达到控制的目的；

模拟量模块接收系统电压、左截割电流、右截割电流、左牵引电流、右牵引电流，压力，温度等，并将数据反映给PLC ；

PLC 作为核心部件，以串口的形式接收端头站，红外接收板、变频器、触摸屏的控制信息。以串口的形式向触摸屏输出显示信息；向变频器输出访问指令。以开关量的形式输出给继电器板：自保、工作闸、左升、左降、右升、右降、左牵引、右牵引、升速、降速、左截割启动、右截割启动，漏电检测。

主控器的输入信号分为检测信号输入和控制信号输入。其中属检测信号的有：1、左截割电机温度；2、右截割电机温度；3、左牵引电机温度； 4、右牵引温度；5、电源电压；6、左截割电流；7、右截割电流；8、左牵引电流；9、右牵引电流；10、来自变频器的状态信息（1、故障代码；2、频率；3、中间电压；4、电流；5、扭矩值）及频率检测接点；11. 液压系统低压油压；12. 漏电检测

属控制信号的有：1、来自端头站和红外接收板的信号；2、来自遥控接收板的遥控信号；3、来自POD 的屏幕控制信号（调试时可使用）。

主控器的输出信号有：1、控制电磁阀的信号（工作闸、左升、左降、右升、右降电磁阀）；2；采煤机启动停止信号（自保）；3、变频控制信号（向左、向右、加速、减速）；4、左截割启动信号；5、右截割启动信号；6、漏电检测信号；7、显示信号

采煤机启动后，主控器就开始了工作，PLC 实时检测输入信号，

根据控制信息和状态信息，PLC 通过不断的运算决定软硬件的输出状态，并把这些状态提供给POD 。从而实现诸如显示、急停、牵引、调高等项目的控制功能。

2、红外操作站工作原理

红外操作站分红外键盘和红外接收板两部分，红外键盘是将各操作命令变成编码数据信号，通过红外发射管将信息发送出去。红外接收板则通过盖板的窗口接收红外键盘的操作信息，并将编码的数据信息解码为操作命令信号，通过串口将命令数据发送给主控器内的PLC 来实现各种控制。

五、电控系统安装调试

1、机械与电气配合安装，保证系统可靠运行。

2、电气接线严格按照图纸进行，保证正确、可靠，接线完毕，应进行校线，防止漏接、错接。

3、系统应进行加载试验，总成调试，按要求测试全部功能。

六、各种操作详解

1．红外操作站 操作站按钮位置及功能如下图：

（1）常规操作：

a 、急停：按下“急停”键，将切断采煤机电源；

b 、左摇臂升：按住“左升”键，则左侧摇臂开始上升，可控制摇臂升到适当的位置后松手；

c 、左摇臂降：按住“左降”键，则左侧摇臂开始下降，可控制摇臂降到适当的位置后松手；

d 、右摇臂升：按住“右升”键，则右侧摇臂开始上升，可控制摇臂升到适当的位置后松手；

e 、右摇臂降：按住“右降”键，则右侧摇臂开始下降，可控制摇臂降到适当的位置后松手；

f 、向左：若采煤机没有牵引，按住“向左”键一次后松手，这次决定采煤机的牵引方向为向左牵引。再次按住“向左”键，这时采煤机开始向左走，速度从零速逐渐加快，松手后速度不再增加；若采煤机已向左牵引，这时向左的速度继续加快；若采煤机已向右牵引，采煤机逐渐减速，手按住钮的时间就是减速时间；

g 、向右：若采煤机没有牵引，按住“向右”键一次后松手，这次决定采煤机的牵引方向为向右牵引。再次按住“向右”键，这时采煤机开始向右走，速度从零速逐渐加快，松手后速度不再增加；若采煤机已向右牵引，这时向右的速度继续加快；若采煤机已向左牵引，采煤机逐渐减速，手按住钮的时间就是减速时间；

h 、停牵引：按下“停牵引”键，采煤机停止牵引；

i 、所有故障屏蔽：默认情况下所有故障均未屏蔽，在故障状态下，按下“功能＋切换键” 5S 后进入所有故障屏蔽状态，此时各种保护

功能将失效。再按“功能＋切换”键5S 后解除屏蔽。反复按下此（组合）键，控制方式在上述两种状态之间转换。建议正常状态下不要使用所有故障屏蔽功能。 （2）屏幕操作：

a 、屏幕翻页操作：按下“功能＋屏幕-”键，屏幕向前翻页；按下“功能＋屏幕＋”键，则屏幕向后翻页； 采煤机上电后，屏幕显示初始画面。

b 、两秒钟后，自动切换到工况显示及报警信息画面：

屏幕上方两排指示灯指示系统正在执行的某项操作，如左滚筒调高时“左升”按钮由绿色变成红色；屏幕左侧用数字和棒图显示截割电机和牵引电机电流；屏幕左侧用数字和棒图显示变频器参数；屏幕中部右侧红色指示灯表示系统存在报警并循环显示当前存在的报警信息，无报警时指示灯变成绿色并显示“系统正常”。

c 、按下“功能＋屏幕＋”键，则屏幕向后翻页至报警信息列表：

如上图，当系统存在某项报警时，对应项由绿色变成红色；屏幕下方显示历史报警信息，后跟数字表示报警发生的顺序，越晚发生的报警对应数字越小，最后发生的报警对应数字1，系统可记录50条历史报警信息；按下“功能＋选项＋”或“功能＋选项－”按钮，可顺序查看记录的历史报警信息。

d 、继续按下“功能＋屏幕＋”键，则屏幕向后翻页至参数设置画面：

在此画面下可进行电流保护值设置和故障保护屏蔽操作：按下“功能＋选项＋”键，改变“参数设置”后的数字的值，即可修改该数值对应项参数，如该数字值为1时，即可修改截割电流保护值，按下“功能＋设置＋”键，电流保护值加1，按下“功能＋设置－”键，

电流保护值减1；该数字值为3时，按下“功能＋设置＋”键或按下“功能＋设置－”键，可以修改截割电机超载保护的屏蔽状态。

e 、继续按“功能＋屏幕＋”键，则屏幕向后翻页至变频器状态画面：

此画面左侧显示变频器主要工作参数：频率，力矩，电流和中间电压，画面右侧则显示变频器故障信息：过流，短路，欠压，过压，超温

2．端头站

(1)系统上电后，若无故障，端头站显示画面1，两秒钟后自动进入主工况循环显示画面。

画面1

如果系统存在报警或故障, 端头站显示画面2

画面2

画面上显示了系统中当前显示的告警和故障数量，告警代码和具体告警信息，在此画面下可进行如下操作：

a. 当前告警查询：如果告警数量多于1个，可以反复按下“查询”键，画面将循环显示各个告警信息，操作人员可根据提示信息对系统故障进行检修；

b. 复位：按“牵停”键将进入主工况循环显示画面

c. 急停：按急停键将执行急停操作（停截割和牵引，整机不断电，以下同）

⑵主工况循环显示画面

主工况画面为自动循环显示的两幅画面(画面3和画面4) ，每3秒钟自动切换一次画面，每个画面的参数在显示期间实时更新。

画面3

画面4

画面3显示了左右截割电机的电流值（取自电流互感器），牵引速度和力矩（取自变频器模拟量输出）；画面4显示了左右牵引电机

的电流值（取自电流互感器），牵引速度和力矩。在这两个画面下可进行如下操作：

a. 滚筒调高。按下滚筒升键，将控制左滚筒升电磁阀打开，左滚筒上升，端头站显示“左升”，松开滚筒升键，左滚筒升电磁阀关闭，左滚筒停止上升；按下滚筒降键，将控制左滚筒降电磁阀打开，左滚筒下降，端头站显示“左降”，松开滚筒降键，左滚筒降电磁阀关闭，左滚筒停止下降。

b. 牵引操作。在煤机处于牵停状态下，按下左牵引键，将打开制动电磁阀，若液压系统正常，将打开制动闸。同时将设定变频器方向为左，并按设定斜率控制变频器输出频率逐渐增大，煤机左行，逐渐加速，端头站显示“左行增速 X.XX 米/分”；待加速至要求速度，松开左牵引键，端头站显示“左行 X.XX 米/分”，煤机将保持此速度左行；此时若按下“右牵引”键，端头站显示“左行减速 X.XX 米/分”，待减速至要求速度，松开右牵引键，端头站显示“左行 X.XX 米/分”，煤机将保持此速度左行；若一直按下“右牵引”键，煤机将逐渐减速至零，速度减至零后，继续按右牵引键，煤机将保持零速，不会右行加速；若想改变牵引方向，并在左牵状态下按下牵停键，待煤机速度减至零后，按右牵引键。右牵操作与左牵操作类同，不再赘述。

c. 急停：按急停键将执行急停操作

d. 复位：在下面两种状态下按下一次牵停键，系统将脱离急停状态：1，按下急停键进入的急停状态；2由于某种故障进入了急停状

态，而这种故障已解除或被屏蔽。

e. 另侧切换：默认情况下，端头站只能控制同侧滚筒调高。根据需要，可以通过另侧切换，使端头站控制异侧滚筒调高。具体操作如下：按下另侧键，松手，端头站右上角显示“另侧”，此时按下左端头站滚筒升或滚筒降键，将执行右滚筒调高操作，按下右端头站滚筒升或滚筒降键，将执行左滚筒调高操作。另侧切换有自恢复功能，即在另侧切换状态下最后一次滚筒调高操作结束10秒钟后，系统自动恢复到默认的非另侧切换状态。

f. 当前告警查询：按下“查询”键，显示系统当前存在的故障数量, 故障编号, 故障内容，每按一次“查询”键，顺序显示下一条故障。按下“ESC ”键将恢复轮流显示状态。

（3）按下“翻页”键，系统将依次进入如下画面：

历史故障查询画面：显示系统记录的最近发生的50次故障，每按一次“查询”键，顺序显示一条最近的故障，按下“牵停”键将恢复轮流显示状态。

故障屏蔽画面：

在故障屏蔽画面中，可对系统所有保护功能进行分项或全部屏蔽。

注意：屏蔽功能的使用会使电控系统的保护功能失去作用，可能会引起设备的损坏和安全问题。

参数设置工控机控制画面：

在此画面下，可对系统重要参数进行修改：按下“查询”和“另侧”选择要修改的项目，按下滚筒升降键修改参数值。

3、遥控器操作

遥控器面板如下图所示

系统配备两台遥控器，分别作为左遥控器和右遥控器。每台遥控器有8个按键，使用其中6个按键下列实现控制功能。

a. 滚筒调高。使用滚筒升和滚筒降按键进行操作。具体操作同端头站；每台遥控器只能控制本侧滚筒调高且不受端头站另侧操作控制，即遥控器在任何情况下仅控制本侧滚筒调高。

b. 牵引操作。使用左牵，右牵和牵停按键进行操作。具体操作同端头站

c. 急停：按急停键将执行急停操作

附录1

常见故障排除

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