掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)研制

朱雷

摘 要：本論文介紹了掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)的組成及簡要原理，電氣系統(tǒng)主要包括控制箱、按鈕操作顯示箱、傳感器和報警預(yù)警裝置。同時詳細(xì)介紹了電控箱的設(shè)計思路。本掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)具有防護(hù)等級高、體積小、操作簡便、集成有多種保護(hù)等優(yōu)點，可長期工作在煤礦隧道等惡劣環(huán)境中。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)； 電控箱； 煤礦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.244

掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)是設(shè)備的控制核心，控制著各個電機(jī)的啟動停止，同時對掘進(jìn)機(jī)其他組成部分的工況進(jìn)行監(jiān)控和綜合保護(hù)，與液壓系統(tǒng)及水路系統(tǒng)互相配合，可控制整機(jī)完成掘進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)。

1 電氣系統(tǒng)概述

掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)主要由隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)控制箱（以下簡稱 電控箱）、隔爆兼本質(zhì)安全型按鈕操作箱、隔爆型聲光報警裝置、隔爆型照明燈、隔爆型控制按鈕、低濃度甲烷傳感器以及整機(jī)多個工作機(jī)構(gòu)部分的電機(jī)組成。其總體布置如圖1所示。

2 電氣系統(tǒng)構(gòu)成

掘進(jìn)機(jī)電控箱大多采用PLC可編程邏輯控制器作為主控單元，人機(jī)界面采用彩色液晶顯示屏，這種控制系統(tǒng)的優(yōu)點是編程簡單、性能穩(wěn)定、系統(tǒng)主參數(shù)以及故障可視化，方便日常檢修維護(hù)。電控箱位于掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的左后方，左右箱門和接線腔蓋板均用標(biāo)準(zhǔn)螺栓與箱體緊固連接，保證安裝于內(nèi)部的電氣元件不受外界惡劣環(huán)境影響。電控箱殼體由鋼板焊接而成，殼體分為上下兩個腔，均為隔爆型結(jié)構(gòu)。下腔為電氣件安裝腔，腔內(nèi)裝有驅(qū)動板、控制板（兩塊）、視窗板及隔離開關(guān)等；上腔為接線腔，腔內(nèi)裝有數(shù)組接線柱。

控制板分兩塊，一塊左門板，裝有FX3U系列可編程控制器及模擬量模塊、本安電源等。另一塊右門板，裝有中間繼電器、電機(jī)集成保護(hù)器、開關(guān)電源等電氣件。

視窗板裝在電控箱體的前側(cè)中間部分，有四個顯示窗口，依次裝有電壓表、電流表以及兩塊焊接有LED指示燈的發(fā)光板。其中電壓表顯示系統(tǒng)供電電壓、電流表顯示切割電機(jī)的實時電流，兩塊發(fā)光板指示系統(tǒng)故障及各個電機(jī)的故障。

電控箱的上腔為接線腔，其中有一組陶瓷接線端子用于連接電控系統(tǒng)的供電電纜，五組接線端子用于連接整機(jī)電機(jī)和十二個七芯接線端子用于連接系統(tǒng)外圍元件，此外接線腔內(nèi)裝有兩個接地端子用于連接地線。電控箱兩側(cè)及背面設(shè)置有不同尺寸的十六個電纜引入裝置，供控制箱與其它外圍元件連線。

與電控箱配套連接有一個隔爆兼本質(zhì)安全型按鈕操作箱，操作箱箱體采用鋼板焊接而成，分為本安元件腔和隔爆元件腔兩部分。本安元件腔布置有十二個操作按鈕，用以控制各個電機(jī)的啟動停止，通過一根19芯控制電纜與電控箱連接；隔爆元件腔布置有一個液晶顯示屏，用以顯示電控系統(tǒng)的主要參數(shù)，例如電壓電流，電機(jī)溫度，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等，當(dāng)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，該顯示屏也會實時顯示故障內(nèi)容，方便使用者及時排除故障。顯示屏通過一根7芯控制電纜與電控箱連接。

電控箱及操作箱外觀如圖2所示。

3 小結(jié)

本論文研制的掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)具有防護(hù)等級高、體積小、操作簡便、集成有多種保護(hù)等優(yōu)點，可長期工作在煤礦隧道等惡劣環(huán)境中。該電控系統(tǒng)人機(jī)界面采用工業(yè)用液晶顯示屏，工業(yè)用液晶顯示屏可圖文顯示，顯示容量大，參數(shù)及故障直觀可見；同時系統(tǒng)采用總線通信技術(shù)，可減少大量接線，拆裝十分方便。

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