CN212181316U - 一种电牵引采煤机控制系统的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，使用该装置达到可以完全模拟井下设备主控制与变频器之间在线运行，通过模拟各类故障现象，让井下电气维护人员在这个装置平台上，既能够进行各种电气参数任意设置学习，又能利用电气仪表对各类模拟故障进行实际测试，分析故障产生的原因，就能够很快找到故障部位，节省井下设备故障处理时间，提高生产效率，保证设备安全运行。

Description

一种电牵引采煤机控制系统的试验装置

技术领域

本实用新型属于电牵引采煤机控制系统集中试验技术，应用在电牵引采煤机控制系统试验装置平台，让电气维护人员在这个装置平台上，既能够进行各种电气参数任意设置学习，又能利用电气仪表对各类模拟故障进行实际测试，达到快速准确地处理故障。

背景技术

随着煤炭科技的发展，智能化设备的广泛应用，煤矿井下综采工作面使用的电牵引采煤机，在井下出现故障后，由于现场检修人员对该设备熟悉程度不够，在井下特殊环境下还不能带电进行检修作业，有些电气元件在井下出现故障的现象由于不经过电气试验，不知道会出现什么故障现象，因而不能够及时排除故障，造成停机后影响生产，现在研制一套电牵引采煤机控制系统的试验装置，应用于地面工作室中，该装置达到可以完全模拟井下设备主控制与变频器之间在线运行，通过模拟各类故障现象，让井下电气维护人员在这个装置平台上，既能够进行各种电气参数任意设置学习，又能利用电气仪表对各类模拟故障进行实际测试，分析故障产生的原因，就能够很快找到故障部位，这样就能大大减少设备影响时间，保证了设备的开机率，提高了生产效率，有效地促进了煤矿安全生产。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，其目的是：解决煤矿井下电牵引采煤机出现故障时，现场电气维修人员由于对控制系统不能够完全弄懂电气原理，因而对排查故障处理不及时，甚至处理方法不当造成故障扩大，设备停机时间过长，中断生产，为了快速提高井下现场电气维修人员排查故障的准确性和安全操作，特研制该智能试验装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，包括工控机，其技术要点是：所述的试验装置还包括有一套左、右端头操作站和一套左、右遥控发射器、控制变压器、交流变频调速系统、一套继电器组、红外键盘和若干电源，电源依次包括前级380V三相电源、控制主控器电源、控制变频器电源，控制主控器电源连接控制变压器，控制变压器另一端连接有开关电源；交流变频调速系统包括有一台交流变频调速装置、一台主控制器和一台三相异步电动机共同构成交流变频调速系统，交流变频调速装置通过三相电机控制电缆连接三相异步电动机；工控机连接主控制器，主控制器输入端连接有红外键盘、左、右端头操作站和左、右遥控发射器，输出端连接继电器组。

进一步地，继电器组由六个继电器组成，该继电器组工作电压是DC24V直流电源。

进一步地，红外键盘由一块红外线发射板和接收装置组成。

本实用新型的优点及有益效果是：电气维护人员可定期在试验装置上进行故障排除，井下易出现的各类常见故障或者平时出现的疑难故障都可以再现，找出排除故障的方法，故障出现的部位，出现故障时的现象，从而能够快速解决故障，让设备能够正常运行。鉴于该试验装置可以很好的对电气维护人员进行现场故障排除，同时也提高了故障处理的能力，因此具有很好的推广和应用前景。

附图说明

图1是本实用新型整体结构框图；

图2是主控系统控制原理图；

附图说明如下：1、前级380V三相电源；2、控制主控器电源； 3、控制变频器电源；4、控制变压器；5、开关电源；6、工控机；7、红外键盘；8、主控制器；9、交流变频控制装置，ACS800-170；10、三相电机控制电缆；11、三相异步电动机；12、左遥控器，YKQ-04；13、左端头站；14、右遥控器；15、右端头站；16、继电器组。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型涉及一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，包括工控机6，其中：所述的试验装置还包括有一套左、右端头操作站13、15和一套左、右遥控发射器12、14、控制变压器4、交流变频调速系统、一套继电器组16、红外键盘7和若干电源，电源依次包括前级380V三相电源1、控制主控器电源2、控制变频器电源3，控制主控器电源2连接控制变压器4，控制变压器另一端连接有开关电源5；交流变频调速系统包括有一台交流变频调速装置9、一台主控制器8和一台三相异步电动机11共同构成交流变频调速系统，交流变频调速装置通过三相电机控制电缆10连接三相异步电动机；工控机连接主控制器，主控制器输入端连接有红外键盘、左、右端头操作站和左、右遥控发射器，输出端连接继电器组。

附图标记具体说明如下：序号2为控制主控器电源，型号为DZ47LE-63-4P；序号3为控制变频器电源，型号为DZ47LE-63-4P；序号4为控制变压器，型号为BK-200，AC220V/AC24V，提供给主控制器电源；序号5为开关电源，型号为6EP1 333-2AA01，控制继电器组直流24V电源；序号6为工控机；序号7为红外键盘；序号8为主控制器，型号为PLC-ZK100，整个控制中心；序号9为交流变频控制装置，型号为ACS800-170，交流变频调速，驱动YS7124三相异步电动机；序号10为三相电机控制电缆；序号11为三相异步电动机，型号为YS7124，380V；序号12为左遥控器，型号为YKQ-04；序号13为左端头站，型号为Y-ZKQ-04；序号14为右遥控器，型号为YKQ-04；序号15为右端头站，型号为Y-ZKQ-04

本试验装置通过采用一套左、右端头操作站组成近距离控制和接收来自遥控装置发送来的动作信号和一套左、右遥控发射器发送动作信号给接收装置，共同组成动作发送和接收系统。一套主控制装置，采用可编程控制器和扩展单元，一是将接受外部来的动作信号进行处理后，通过输出发送给各个执行单元执行动作命令，二是将各模拟信号如电动机温度保护，这里采用PT100正温度系数温度保护，通过将温度信号转换成电信号，再通过A/D转换模块将模拟电压信号转换成数字信号传输给可编程控制器进行比较后输出保护控制命令。一台工控机将电牵引采煤机各个电机运行工况、电压等级、各电机温度显示还有各个保护功能投退设置都一一显示在画面上，一块红外线发射板和接收装置组成来执行电牵引采煤机的保护功能如左右切割电机、左右牵引电机过载保护、温度保护，以及泵电机、牵引变压器温度保护报警功能的投退进行切换功能，采用一套由六个继电器组成一套继电器组，该继电器组工作电压是DC24V直流电源，通过该继电器组模拟现场电磁阀驱动功能，包括左右滚筒升降功能，左右牵引电机变频运行功能以及电牵引采煤机变频运行时制动器松闸用的驱动电磁阀功能，功能是代替井下实际使用的电磁阀组，来进行外部命令的执行过程。

采用一台ACS800-170交流变频调速装置和一台主控制器，型号为PLC-ZK100，还有一台型号为YS7124的380V交流电机共同构成交流变频调速系统，在这个试验装置上既可以进行交流变频调速功能的运行，也可以进行相关变频参数的设置，如电机参数和电机保护参数设置，本地和远程控制功能转换，主从机参数修改，电机辨识运行设置和运行练习，让电气维护人员能够近距离地对交流变频系统的运行与设置进行实际演练，对现场维护起到促进的作用，同时在该试验装置平台上制作一个故障模拟盒，增设多路故障设置转换按钮，将电牵引采煤机几种井下常见故障引入故障盒中，快速设置故障让培训的电气维护人员能够对井下常见故障在这里进行判断维修，通过测试仪表有针对性的进行测量，实际练习、考核排除故障的能力，这样在井下现场如果出现类似的故障能够进行快速有效的排除。增强了井下现场电气维护人员的故障判断能力水平的快速提高。如图2中，主控系统包括有CZ1、CZ2、CZ3三个端子，CZ2端子上接线定义：CZ2-14---CZ2-18是右端头站接入主控制器内的外来控制信号；CZ2-32---CZ2-36是左端头站接入主控制器内的外来控制信号；CZ2-4----CZ2-5是变频器给定速度运行信号；CZ2-6----CZ2-7是变频器反馈给主控器故障信号；CZ2-8----CZ2-9是变频器反馈给主控器速度信号；CZ2-10----CZ2-11是变频器反馈给主控器牵引力大小信号；CZ2-21----CZ2-22是变频器启停信号；CZ2-23----CZ2-24是变频器牵引方向信号。

CZ1端子上接线定义：CZ1-1----CZ1-2是主控制系统AC24V电源；CZ1-19----CZ1-20是主控制系统急停信号；CZ1-31----CZ1-36是主控制系统与工控机之间的通讯信号线；CZ1-23----CZ1-24是外部接人的电磁阀组直流26V供电电源；CZ1-25----CZ1-29分别是左升、左降、右升、右降和牵引制动电磁阀控制信号输出。CZ3端子定义：CZ3端子分别是从变送器箱BSQ来的外部模拟量信号电压输入，分别是系统电压、牵变温度、左和右牵引电机温度、左和右截割电机温度、瓦斯含量等模拟量信号。

工作原理如下：主控制器CZ2端子上的左右端头操作站接收外部来的左右滚筒升降信号、左右牵引行走信号、牵引停止和急停信号后，分别通过主控制器检查外部是否存在故障，如果没有故障，就执行各命令输出。变频器运行需要三个命令的输入，一是通过外部给的启停信号，当变频器接收到启动信号后，就让变频系统上电，这时需要给变频器一个速度信号，确定变频器需要多大的速度行走，这里是0-10V的电压信号，速度信号确定以后，就给变频器发送方向信号，确定变频器按照给定的方向行走，这三个信号确定以后，变频器才能真正运行，驱动电机行走。同时将行走的速度和牵引力的大小反馈给主控制器，在通过工控机显示到显示屏上，实时跟踪运行工况，当变频器出现故障时，及时反馈给主控制器一个故障信号，主控制器马上封锁变频器的运行信号，停止变频器，显示“变频器故障”，需要确定具体故障时，再调出变频器内部故障代码，确定属于哪一类故障。如果外部电机超温或者瓦斯超限情况下，主控制器执行保护，停止油泵电机，这样其他回路功能就全部停止了。直到故障排除再重新启动运行。当输入命令驱动电磁阀组动作时，相应的电磁阀输出命令驱动各自液压回路动作，完成控制机械运动。

左、右端头站可以发送动作命令给主控制器，同时也可以接收由左、右遥控装置发来的远控动作命令信号再传给主控制器，由主控制器统一发出动作执行信号，左右端头站也可以接收由主控制器上传来的运行工况信息显示在显示屏上。让操作人员能够看到运行工况信息。工控机是将主控制器上传的运行工况信息显示在屏上，并能够通过红外线键盘对主控制器报警信息进行投退操作，来进行出现故障时的应急处理。

Claims (3)

1.一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，包括工控机，其特征在于：所述的试验装置还包括有一套左、右端头操作站和一套左、右遥控发射器、控制变压器、交流变频调速系统、一套继电器组、红外键盘和若干电源，电源依次包括前级380V三相电源、控制主控器电源、控制变频器电源，控制主控器电源连接控制变压器，控制变压器另一端连接有开关电源；交流变频调速系统包括有一台交流变频调速装置、一台主控制器和一台三相异步电动机共同构成交流变频调速系统，交流变频调速装置通过三相电机控制电缆连接三相异步电动机；工控机连接主控制器，主控制器输入端连接有红外键盘、左、右端头操作站和左、右遥控发射器，输出端连接继电器组。

2.根据权利要求1所述的一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，其特征在于：继电器组由六个继电器组成，该继电器组工作电压是DC24V直流电源。

3.根据权利要求1所述的一种电牵引采煤机控制系统的试验装置，其特征在于：红外键盘由一块红外线发射板和接收装置组成。

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