【正文】 理的實(shí)時(shí)要求，冗余互備功能則體現(xiàn)了一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全性與穩(wěn)定性的最基本要求。如果故障較為嚴(yán)重， PLC 則會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行。 10：人機(jī)界面功能 人機(jī) 界面功能提供操作者 以監(jiān)視機(jī)器 /過(guò)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(lái)的新型自動(dòng)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(diǎn)的串并聯(lián)或延時(shí)實(shí)現(xiàn)邏輯控制 采用存儲(chǔ)邏輯，將邏輯程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，改變程序既可改變控制邏輯 控制速度 依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，頻率低，一般為毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象 由程序控制半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn)控制，速度快，一般為微秒級(jí)，無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象 延時(shí)控制 靠時(shí)間繼電器滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)，繼電器精度低且易受環(huán)境影響，時(shí)間調(diào)整困難 由半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，精度高，不受外界影響，時(shí)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(hù)工作量 硬件復(fù)雜，觸點(diǎn)多，維護(hù)量大，故障率高，維修麻煩 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，有故障記錄維修簡(jiǎn)單 設(shè)計(jì)施工調(diào)試 必須按順序進(jìn)行，周期長(zhǎng) 施工可與程序設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，周期短 系統(tǒng)價(jià)格 使用繼電器接觸器，價(jià)格較低 使用大規(guī)模集成電路，價(jià)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(jìn)機(jī)電控設(shè)備安裝在 EBZ135 型雙電壓掘進(jìn)機(jī)上，其隔爆型結(jié)構(gòu)適用有瓦斯及煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中。； e) 在有沼氣爆炸性混合物隧道或礦井中； f) 無(wú)破壞絕緣的氣體或蒸汽的環(huán)境中； g) 無(wú)長(zhǎng)期連續(xù)滴水的地方； h) 污染等級(jí) 3 級(jí)； 技術(shù)參數(shù) 1 額定電壓 開(kāi)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(jī)參數(shù)（見(jiàn)表 ） 名稱(chēng) 型號(hào) 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(dòng)機(jī) YBU1354 1140/660 86/149 135 截割電機(jī) 隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī) YBU75 1140/660 隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī) BYD111608050 1140/660 隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī) YBU37 1140/660 結(jié)構(gòu)特征 開(kāi)關(guān)箱 開(kāi)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，屬隔爆型電氣設(shè)備。 開(kāi)關(guān)箱位于掘進(jìn)機(jī)本體的左后方， 掘進(jìn)機(jī)的主要電器元件都安裝在此開(kāi)關(guān)箱內(nèi)，開(kāi)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(jìn)機(jī)電機(jī)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(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、截割負(fù)荷、工作電壓、故障信息，具有故障鎖定功能和故障記憶查詢(xún)功能。按下急停按鈕所有電機(jī)將不能啟動(dòng)。按下開(kāi)機(jī)鍵發(fā)出開(kāi)機(jī)信號(hào)，同時(shí)電鈴鳴響，延時(shí) 2 秒電鈴自停，進(jìn)入電機(jī)啟動(dòng)畫(huà)面，該鍵還具有翻頁(yè)功能。 按下截割按鍵，首先啟動(dòng)預(yù)警，預(yù)警一定時(shí)間（時(shí)間長(zhǎng)短可修改）后才啟動(dòng)截割電機(jī)。掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)各電機(jī)均采用雙電 壓電機(jī)，工作電壓為 660V 或 1140V，通過(guò)改變電機(jī)接線方式選擇工作電壓。操作箱與開(kāi)關(guān)箱之間通過(guò)工業(yè)上常用的 RS485 通訊，穩(wěn)定性高，僅用兩芯信號(hào)線便可實(shí)現(xiàn)對(duì)油泵、截割、二運(yùn)、風(fēng)機(jī)的開(kāi)停以及顯示各電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、截割電機(jī)負(fù)荷、工作電壓和各種故障信息，大大減少了操作箱與開(kāi)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(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)框圖如圖 所示 控 制 變 壓 器水 流 量 開(kāi) 關(guān)瓦 斯 傳 感 器截 割 急 停總 急 停操 作 箱油 箱 油 位油 箱 油 溫開(kāi) 關(guān) 箱 顯 示儀 表風(fēng) 機(jī) 電 機(jī)二 運(yùn) 電 機(jī)截 割 電 機(jī)油 泵 電 機(jī)電 鈴前 級(jí) 饋 電照 明D C 2 4 V穩(wěn) 壓 電源可 編 程 控 制 器輸 入 信號(hào)操 作 箱 顯 示 信 號(hào)電源電壓檢測(cè)信號(hào)低壓漏電開(kāi) 關(guān) 箱 顯 示 信 號(hào)A C 2 4 VA C 2 2 0 V / 1 2 0 V溫度信號(hào)漏電閉鎖信號(hào)電流信號(hào)變 頻 器 掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)原理 圖 掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)框圖 主回路： 主回路主要是由隔離開(kāi)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(jí)電源先導(dǎo)回路24VGX5PLC聯(lián)鎖門(mén)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(yùn)風(fēng)機(jī)RSTUVW變 頻 器粘連檢測(cè) 圖 掘進(jìn)機(jī)電控系統(tǒng)主電路圖 電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)其閉合時(shí)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(guò)電壓。 為防止系統(tǒng)內(nèi)部瞬間過(guò)電壓沖擊（主要為斷路器、接觸器開(kāi)斷產(chǎn)生的操作過(guò)電壓）對(duì) 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(jìn)行沖擊保護(hù)。 在真空斷路器負(fù)荷側(cè)接人電容的作用是增加與 負(fù)載并聯(lián)的電容。另一方面，可減小過(guò) 電壓的的角頻率 0w 。接 人電阻 R 的目的在于吸收負(fù)荷回路的能量，降低高 頻振蕩電流的幅值，使流過(guò)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(guò)零點(diǎn)，這 樣可有效地防止電弧多次重燃而引起過(guò)電壓。實(shí)際操作過(guò)程中， RC 取值范圍為 : C=~,R=100~200Ω?？刂齐娫丛韴D見(jiàn)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(jiǎn)稱(chēng) PLC）為核心，通過(guò) RS485 通訊接受操作箱的控制信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部程序運(yùn)算控制繼電器輸出，實(shí)現(xiàn)各電機(jī)的啟動(dòng)和停止。 油 泵 啟 動(dòng)截 割 啟 動(dòng)二 運(yùn) 啟 動(dòng)風(fēng) 機(jī) 啟 動(dòng)油 泵 運(yùn) 行 確 認(rèn)截 割 運(yùn) 行 確 認(rèn)二 運(yùn) 運(yùn) 行 確 認(rèn)風(fēng) 機(jī) 運(yùn) 行 確 認(rèn)油 泵 停 止截 割 停 止二 運(yùn) 停 止風(fēng) 機(jī) 停 止反 相瓦 斯 斷 電各 電 機(jī) 漏 電各 絕 緣 檢 測(cè)其 他 故 障 保 護(hù)截 割 溫 度 檢 測(cè)電 源 電 壓油 泵 電 流截 割 電 流二 運(yùn) 電 流復(fù) 位H M I人 機(jī) 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(shí) PLC 接受電流互感器的信號(hào)、瓦斯繼電器信號(hào)、漏電檢測(cè)信號(hào)、KM1KM4 反饋信號(hào)、電機(jī)溫度保護(hù)信號(hào)，通 過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電控系統(tǒng)的保護(hù)功能。截割緊急停止按鈕 SB3 設(shè)在整機(jī)左側(cè)，司機(jī)席前部，按下 SB3,截割電機(jī)將不能啟動(dòng)?？刂苹芈吩韴D如圖 。 信號(hào) 油泵啟動(dòng)前應(yīng)給信號(hào)，按住開(kāi)機(jī)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(dòng)切換至電機(jī)啟動(dòng)畫(huà)面，此時(shí)才允許啟動(dòng)油泵電機(jī)。 油泵啟動(dòng)、停止 進(jìn)入電機(jī)啟動(dòng)畫(huà)面后，液晶屏僅顯示油泵電機(jī)的狀態(tài)信息“油泵停止” 。同時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn) 閉合，通過(guò)主控器端子 CZ27 輸入至主控器 ,主控器檢測(cè)到此信號(hào)認(rèn)為油泵啟動(dòng)，否則將發(fā)出油泵啟動(dòng)失敗的故障信息，按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時(shí)按油泵按鍵，主控器控制接觸器 KM1 斷開(kāi)， 斷開(kāi)，主控器檢測(cè)到輸入信號(hào)斷開(kāi)，認(rèn)為電機(jī)已停止，粘連檢測(cè)回路投入，此時(shí)若檢測(cè)到真空管下端帶電，認(rèn)為真空管粘連，發(fā)出“油泵粘連”故障信息。 截割啟動(dòng)、停止 油泵電機(jī)啟動(dòng)后，瞬時(shí)按截割按鍵，主控器啟動(dòng)定時(shí)器（定時(shí)時(shí)間分 5 秒、10 秒、 15 秒、 20 秒、 25 秒可調(diào)）工作，同時(shí)主控器端子 CZ228 輸出 AC120V,電鈴鳴響，截割開(kāi)始啟動(dòng)前預(yù)警。定時(shí)時(shí)間到， CZ228 斷開(kāi) AC120V,電鈴?fù)Ｖ梗瑫r(shí)液晶屏上截割 狀態(tài)信息變?yōu)椤敖馗畲龁ⅰ? ，此時(shí)截割電機(jī)處在等待啟動(dòng)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(jī)啟動(dòng)，其常開(kāi)觸點(diǎn) 閉合，接通截割計(jì)時(shí)表 H2，截割開(kāi)始計(jì)時(shí)。截割啟動(dòng)后狀態(tài)信息將變?yōu)椤敖馗钸\(yùn)行” ，右列對(duì)應(yīng)的指示燈由空心變?yōu)閷?shí)心。截割停止后狀態(tài)信息顯示“截割停止” 。 二運(yùn)啟動(dòng)、停止 油泵電機(jī)啟動(dòng)后，瞬時(shí)按二運(yùn)按鍵，主控器端子 CZ223 輸出 AC220V,接觸器 KM3 吸合，常開(kāi)觸點(diǎn) 閉合，通過(guò) CZ29 輸入至主控器，主控器檢測(cè)到此信號(hào)認(rèn)為二運(yùn)電機(jī)已啟動(dòng)，否則發(fā)出二運(yùn) 啟動(dòng)失敗的故障信息，按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時(shí)按二運(yùn)按鍵，主控器端子 CZ223 斷開(kāi) AC220V,接觸器 KM3 斷開(kāi)， 斷開(kāi)，主控器檢測(cè)到輸入信號(hào)斷開(kāi)，認(rèn)為二運(yùn)電機(jī)已正常停止，粘連投入檢測(cè)，不正常發(fā)出“二運(yùn)粘連”故障信息。 風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停止 油泵電機(jī)啟動(dòng)后，瞬時(shí)按風(fēng)機(jī)按鍵，主控器端子 CZ224 輸出 AC220V,接觸器 KM4 吸合，常開(kāi)觸點(diǎn) 閉合，信號(hào)通過(guò) CZ210 輸入至主控器，主控器檢測(cè)到此信號(hào)認(rèn)為風(fēng)機(jī)電機(jī)已啟動(dòng)，否則發(fā)出風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗的故障信息， 按復(fù)位鍵復(fù)位。再次瞬時(shí)按風(fēng)機(jī)按鍵，主控器端子 CZ224 斷開(kāi)AC220V,接觸器 KM4 斷開(kāi)， 斷開(kāi)，主控器檢測(cè)到輸入信號(hào)斷開(kāi)，認(rèn)為風(fēng)機(jī)電機(jī)已正常停止，粘連檢測(cè)投入，不正常發(fā)出“風(fēng)機(jī)粘連”故障信息。 總急停 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程 中，按下緊急停止按鈕 SB SB2，主控器端子 CZ225 無(wú)AC220V 輸出， KM5 斷電，切斷 220V 供電，同時(shí)主控器內(nèi)部停止所有的輸出，使運(yùn)行中的各電機(jī)立即停止。 SB3 為截割急停，按下截割急停截割電機(jī)不能啟動(dòng)，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(kāi)機(jī)信號(hào)才能進(jìn)入啟動(dòng)畫(huà)面，油泵電機(jī)才能啟動(dòng) 。油泵 停止，運(yùn)行中的截割、二運(yùn)、風(fēng)機(jī)將停止。 4： 利用限位開(kāi)關(guān) XK2,確保在無(wú)負(fù)荷情況下， 隔離開(kāi)關(guān) TQ 停、送電。 保護(hù)回路 電路 的組成 保護(hù)回路主要是由電流互感器 TA1TA12,電機(jī)內(nèi)熱敏電阻，低壓漏電檢測(cè)，漏電閉鎖檢測(cè)回路等組成。用粘連漏電檢測(cè)電路檢測(cè)真空接觸器的管漏電、觸頭的粘連和電機(jī)的絕緣檢測(cè) 。用瓦斯斷電儀和甲烷傳感器監(jiān)測(cè)礦井下的瓦斯?jié)舛龋送膺€有電機(jī)溫度，液位、油溫、位移等傳感器的信號(hào)， 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(hào)，并將計(jì)算出來(lái)的信號(hào)有效值與預(yù)先設(shè)定的相應(yīng)整定值進(jìn)