【正文】 理的實時要求，冗余互備功能則體現(xiàn)了一般工業(yè)現(xiàn)場的安全性與穩(wěn)定性的最基本要求。如果故障較為嚴重， PLC 則會自動停止運行。 10：人機界面功能 人機 界面功能提供操作者 以監(jiān)視機器 /過程工作必需的信息。 PLC 與繼電器控制系統(tǒng) PLC 是在傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與 3C 技術(shù)（ Computer，Control， Communication）相結(jié)合而不斷發(fā)展完善起來的新型自動控制裝置。 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 比較內(nèi)容 繼電器接觸器系統(tǒng) 可編程控制器（ PLC）系 統(tǒng) 控制方式 采用硬件接線，利用繼電器觸點的串并聯(lián)或延時實現(xiàn)邏輯控制 采用存儲邏輯，將邏輯程序存儲在存儲器中，改變程序既可改變控制邏輯 控制速度 依靠機械觸點的動作實現(xiàn)控制，頻率低，一般為毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象 由程序控制半導(dǎo)體電路實現(xiàn)控制，速度快，一般為微秒級，無抖動現(xiàn)象 延時控制 靠時間繼電器滯后動作實現(xiàn)延時，繼電器精度低且易受環(huán)境影響，時間調(diào)整困難 由半導(dǎo)體集成電路作定時器，精度高，不受外界影響，時間易調(diào)整 可靠性 硬件接線多且復(fù)雜，可靠性低 用軟件取代了很多繼電器功能，接線少，可靠 性高 系統(tǒng)維護工作量 硬件復(fù)雜，觸點多，維護量大，故障率高，維修麻煩 系統(tǒng)簡單，維護量小，有故障記錄維修簡單 設(shè)計施工調(diào)試 必須按順序進行，周期長 施工可與程序設(shè)計同時進行，周期短 系統(tǒng)價格 使用繼電器接觸器，價格較低 使用大規(guī)模集成電路，價格較高 電氣設(shè)備參數(shù)及特征 表 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 主要用途及適用范圍 掘進機電控設(shè)備安裝在 EBZ135 型雙電壓掘進機上，其隔爆型結(jié)構(gòu)適用有瓦斯及煤塵爆炸危險的礦井中。； e) 在有沼氣爆炸性混合物隧道或礦井中； f) 無破壞絕緣的氣體或蒸汽的環(huán)境中； g) 無長期連續(xù)滴水的地方； h) 污染等級 3 級； 技術(shù)參數(shù) 1 額定電壓 開關(guān)箱： 主回路： 1140V 或 660V 控制回路： AC220V、 AC120V、 AC24V、 DC24V、 DC12V、 DC5V 操作箱： DC12V 2 額定電流 3 額定頻率 50HZ 4 輸出分路數(shù) 4 路 5 額定功率 258KW 6 電機參數(shù)（見表 ） 名稱 型號 額定電壓（ V） 額定電流（ A） 額定功率（ KW） 備注 隔爆型三相異步電動機 YBU1354 1140/660 86/149 135 截割電機 隔爆型三相異步電動機 YBU75 1140/660 隔爆型三相異步電動機 BYD111608050 1140/660 隔爆型三相異步電動機 YBU37 1140/660 結(jié)構(gòu)特征 開關(guān)箱 開關(guān)箱符合 《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備 通用要求》和 《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè) 備 隔爆型電氣設(shè)備 d》的標準設(shè)計，屬隔爆型電氣設(shè)備。 開關(guān)箱位于掘進機本體的左后方， 掘進機的主要電器元件都安裝在此開關(guān)箱內(nèi)，開關(guān)箱的主腔和接線腔均為隔爆型結(jié)構(gòu)，接線腔和殼體上均設(shè)有接地螺栓。 EBZ135 掘進機電機參數(shù) . 操作箱 操作箱為本安型，供電電壓 DC12V，操作箱上裝有一塊 液晶顯示屏，顯示各電機的運行狀態(tài)、截割負荷、工作電壓、故障信息，具有故障鎖定功能和故障記憶查詢功能。按下急停按鈕所有電機將不能啟動。按下開機鍵發(fā)出開機信號，同時電鈴鳴響，延時 2 秒電鈴自停，進入電機啟動畫面，該鍵還具有翻頁功能。 按下截割按鍵，首先啟動預(yù)警，預(yù)警一定時間（時間長短可修改）后才啟動截割電機。掘進機電氣系統(tǒng)各電機均采用雙電 壓電機，工作電壓為 660V 或 1140V，通過改變電機接線方式選擇工作電壓。操作箱與開關(guān)箱之間通過工業(yè)上常用的 RS485 通訊，穩(wěn)定性高，僅用兩芯信號線便可實現(xiàn)對油泵、截割、二運、風(fēng)機的開停以及顯示各電機運行狀態(tài)、截割電機負荷、工作電壓和各種故障信息，大大減少了操作箱與開關(guān)箱之間的連線，操作箱電纜采用 快速接頭連接方式，安裝方便，可靠性高。掘進機電氣系統(tǒng)框圖如圖 所示 控 制 變 壓 器水 流 量 開 關(guān)瓦 斯 傳 感 器截 割 急 ?？?急 停操 作 箱油 箱 油 位油 箱 油 溫開 關(guān) 箱 顯 示儀 表風(fēng) 機 電 機二 運 電 機截 割 電 機油 泵 電 機電 鈴前 級 饋 電照 明D C 2 4 V穩(wěn) 壓 電源可 編 程 控 制 器輸 入 信號操 作 箱 顯 示 信 號電源電壓檢測信號低壓漏電開 關(guān) 箱 顯 示 信 號A C 2 4 VA C 2 2 0 V / 1 2 0 V溫度信號漏電閉鎖信號電流信號變 頻 器 掘進機電氣系統(tǒng)原理 圖 掘進機電氣系統(tǒng)框圖 主回路： 主回路主要是由隔離開關(guān) QS、真空接觸器 KM1KM阻容吸收電路RC1RC4 以及電流互感器 TA1TA12 組成。 KM1KM1.2TA1TA2TA3U11V11W1175KWM1125ARC 1KM2KM2.2TA4TA5TA6U21V21W21135KWM2250ARC 2KM3KM3.2TA7TA8TA9U31V31W3115KWM3125ARC 3KM4KM4.2TA10TA11TA12U41V41W4137KWM4125ARC 4QSA B CKA前級電源先導(dǎo)回路24VGX5PLC聯(lián)鎖門聯(lián) 鎖電源 聯(lián) 鎖U1 V1 W1阻容 吸收阻容 吸收阻容 吸收阻容 吸收油泵截割二運風(fēng)機RSTUVW變 頻 器粘連檢測 圖 掘進機電控系統(tǒng)主電路圖 電源開關(guān)，當其閉合時主回路各接觸器上端得電。 各回路利用阻容吸收電路 RC1RC4 吸收主回路過電壓。 為防止系統(tǒng)內(nèi)部瞬間過電壓沖擊（主要為斷路器、接觸器開斷產(chǎn)生的操作過電壓）對 重要電氣設(shè)備的損傷，通行的做法是在靠近斷路器或接觸器位置安裝氧化鋅避雷器（ MOA）或阻容吸收器進行沖擊保護。 在真空斷路器負荷側(cè)接人電容的作用是增加與 負載并聯(lián)的電容。另一方面，可減小過 電壓的的角頻率 0w 。接 人電阻 R 的目的在于吸收負荷回路的能量，降低高 頻振蕩電流的幅值，使流過真空斷路器的電流不致由 于高頻電流的疊加而造成弧隙中電流突降過零點，這 樣可有效地防止電弧多次重燃而引起過電壓。實際操作過程中， RC 取值范圍為 : C=~,R=100~200Ω?？刂齐娫丛韴D見圖。電源變壓器為 圖 控制電源 原理圖 1140V 和 660V 通用。 控制回路 控制回路是可編程控制器（簡稱 PLC）為核心，通過 RS485 通訊接受操作箱的控制信號，通過內(nèi)部程序運算控制繼電器輸出，實現(xiàn)各電機的啟動和停止。 油 泵 啟 動截 割 啟 動二 運 啟 動風(fēng) 機 啟 動油 泵 運 行 確 認截 割 運 行 確 認二 運 運 行 確 認風(fēng) 機 運 行 確 認油 泵 停 止截 割 停 止二 運 停 止風(fēng) 機 停 止反 相瓦 斯 斷 電各 電 機 漏 電各 絕 緣 檢 測其 他 故 障 保 護截 割 溫 度 檢 測電 源 電 壓油 泵 電 流截 割 電 流二 運 電 流復(fù) 位H M I人 機 界 面K A 1K A 2K A 3K A 4警 鈴指 示 燈通 信接 口+ 2 4 VLP L CMM輸 入I 0 . 0I 1 1 . 7變 頻 器 圖 PLC 外部接線圖 同時 PLC 接受電流互感器的信號、瓦斯繼電器信號、漏電檢測信號、KM1KM4 反饋信號、電機溫度保護信號，通 過程序?qū)崿F(xiàn)整個電控系統(tǒng)的保護功能。截割緊急停止按鈕 SB3 設(shè)在整機左側(cè)，司機席前部，按下 SB3,截割電機將不能啟動?？刂苹芈吩韴D如圖 。 信號 油泵啟動前應(yīng)給信號，按住開機鍵，主控器端子 CZ228 輸出 AC120V,電鈴鳴響， 兩秒后電鈴?fù)Ｖ锅Q響 ,液晶屏將自動切換至電機啟動畫面，此時才允許啟動油泵電機。 油泵啟動、停止 進入電機啟動畫面后，液晶屏僅顯示油泵電機的狀態(tài)信息“油泵停止” 。同時常開觸點 閉合，通過主控器端子 CZ27 輸入至主控器 ,主控器檢測到此信號認為油泵啟動，否則將發(fā)出油泵啟動失敗的故障信息，按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時按油泵按鍵，主控器控制接觸器 KM1 斷開， 斷開，主控器檢測到輸入信號斷開，認為電機已停止，粘連檢測回路投入，此時若檢測到真空管下端帶電，認為真空管粘連，發(fā)出“油泵粘連”故障信息。 截割啟動、停止 油泵電機啟動后，瞬時按截割按鍵，主控器啟動定時器（定時時間分 5 秒、10 秒、 15 秒、 20 秒、 25 秒可調(diào)）工作，同時主控器端子 CZ228 輸出 AC120V,電鈴鳴響，截割開始啟動前預(yù)警。定時時間到， CZ228 斷開 AC120V,電鈴?fù)Ｖ梗瑫r液晶屏上截割 狀態(tài)信息變?yōu)椤敖馗畲龁ⅰ? ，此時截割電機處在等待啟動狀態(tài)，在此狀態(tài)下再次按下截割按鈕，主控器端子 CZ222 輸出 AC220V，接觸器 KM2 吸合，截割電機啟動，其常開觸點 閉合，接通截割計時表 H2，截割開始計時。截割啟動后狀態(tài)信息將變?yōu)椤敖馗钸\行” ，右列對應(yīng)的指示燈由空心變?yōu)閷嵭?。截割停止后狀態(tài)信息顯示“截割停止” 。 二運啟動、停止 油泵電機啟動后，瞬時按二運按鍵，主控器端子 CZ223 輸出 AC220V,接觸器 KM3 吸合，常開觸點 閉合，通過 CZ29 輸入至主控器，主控器檢測到此信號認為二運電機已啟動，否則發(fā)出二運 啟動失敗的故障信息，按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時按二運按鍵，主控器端子 CZ223 斷開 AC220V,接觸器 KM3 斷開， 斷開，主控器檢測到輸入信號斷開，認為二運電機已正常停止，粘連投入檢測，不正常發(fā)出“二運粘連”故障信息。 風(fēng)機啟動、停止 油泵電機啟動后，瞬時按風(fēng)機按鍵，主控器端子 CZ224 輸出 AC220V,接觸器 KM4 吸合，常開觸點 閉合，信號通過 CZ210 輸入至主控器，主控器檢測到此信號認為風(fēng)機電機已啟動，否則發(fā)出風(fēng)機啟動失敗的故障信息， 按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時按風(fēng)機按鍵，主控器端子 CZ224 斷開AC220V,接觸器 KM4 斷開， 斷開，主控器檢測到輸入信號斷開，認為風(fēng)機電機已正常停止，粘連檢測投入，不正常發(fā)出“風(fēng)機粘連”故障信息。 總急停 機器運轉(zhuǎn)過程 中，按下緊急停止按鈕 SB SB2，主控器端子 CZ225 無AC220V 輸出， KM5 斷電，切斷 220V 供電，同時主控器內(nèi)部停止所有的輸出，使運行中的各電機立即停止。 SB3 為截割急停，按下截割急停截割電機不能啟動，截割狀態(tài)顯示“按復(fù)位復(fù)位” ，需按復(fù)位鍵解鎖。 主要的電氣連鎖有： 1：必須發(fā)開機信號才能進入啟動畫面，油泵電機才能啟動 。油泵 停止，運行中的截割、二運、風(fēng)機將停止。 4： 利用限位開關(guān) XK2,確保在無負荷情況下， 隔離開關(guān) TQ 停、送電。 保護回路 電路 的組成 保護回路主要是由電流互感器 TA1TA12,電機內(nèi)熱敏電阻，低壓漏電檢測，漏電閉鎖檢測回路等組成。用粘連漏電檢測電路檢測真空接觸器的管漏電、觸頭的粘連和電機的絕緣檢測 。用瓦斯斷電儀和甲烷傳感器監(jiān)測礦井下的瓦斯?jié)舛?，此外還有電機溫度，液位、油溫、位移等傳感器的信號， PLC 接受電流互感器、熱敏電阻、零續(xù)電流互感器、漏電閉鎖等信號，并將計算出來的信號有效值與預(yù)先設(shè)定的相應(yīng)整定值進