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MG2


Lilun Chuangxin◆理论创新

MG2×300-701/WD 交流电牵引采煤机起动回路的改进与应用
马卫斌
(大同煤矿集团有限责任公司煤峪口矿供电科, 山西 大同 037041 ) 摘 要: MG2×300-701/WD 交流电牵引采煤机的电控原理, 对 以及在井下采煤当中工作面瓦斯超限状态下瓦斯断电仪执行采煤机断电动 作后采煤机重起的现象进行了分析; 同时阐述了采煤机电控改进的对策及原理。 关键词: 变频调速; PLC; 主控器; 先导继电器吸合; 瓦斯传感器; 瓦斯断电仪; 执行继电器

黑龙江鸡西煤机厂生产、哈尔滨美泷电控有限责任公司设计 电控组装的 MG2×300-701/WD 交流电牵引采煤机,采用“一拖 二” DTC 直接转矩控制变频调速的控制方式,其工作性能良好稳 定, 保护理念优秀, 工作效率高, 人机对话维修方便、 成本低。交流 变频调速的控制理念受到全世界的推广和应用。

1

电气控制原理分析 电气控制原理分析如图 1 所示。
停 φ XP1 5 ()
3


4

停止 运行 起动
11 12 2




1 7




8

XS1 5 ()

3

(4 XS1 4 ( ) XP1 )

万能急停转换开关

XS1 2 () XP1 2 ()
9

自复位转换开关

XS1 ) (11 XP1 ) (11

穿墙端子

常开 常闭 CB

10

电容放电, 接点延时 常开 打开 (PLC 提供自保 )
13 11

φ

4

RD ~26V 同时供电磁阀电源

瓦斯断电仪

PLC 急停

控制变压器

~1 140V

RD ~24V RD ~36V 供二起接触器、 瓦斯断电仪 供 PLC 主控器

转换开关 3、 脚闭合→自复位运行转换开关 11、 脚闭合→接插 4 12 件 XS1 (2 、 (2) ) XP1 →PLC 主控制器 9、 11 脚其内部常开点闭 10、 合→PLC 主控器急停接点 11、 脚闭合→瓦斯断电仪接点常闭 13 (闭合状态) →二极管半波整流→采煤机穿墙端子 Ф4→采煤机电 缆的另一根控制线→工作面配电点真空磁力启动器接另一端→回 到先导本安变压器~17 V 的另一端, 回路形成, 先导继电器保持吸 合, 磁力启动器保持吸合, 采煤机上电起动。 1.3 采煤机停止 用手旋转采煤机控制面板急停转换开关 (2 位) 回到 0°, 4 3、 脚打开[或者使自复位转换开关 位) (3 向左旋转 45°, 12 脚打 11、 开; 或者 PLC 接收到急停信号 11、 脚常闭点打开]使回路断开, 13 配电点真空磁力启动器先导继电器掉电, 采煤机停止运行。 1.4 自动重起现象 当瓦斯传感器接收到瓦斯浓度超限时,将信号传递给瓦斯断 电仪, 其执行继电器吸合 CB 常闭点打开, 回路断开, 采煤机停止, 瓦斯断电仪断电,执行继电器释放,常闭点维持闭合。其原因是 PLC 主控制器采用的大容量的滤波电容滤波,其中继电器电源都 是通过滤波电容器组提供的。PLC 主控器内部的自保继电器因电 容器组失电后放电, 自保继电器维持通电状态不能马上释放 9、 10、 11 常开接点不能马上打开, 控制回路仍维持通路状态, 所以回路又 一次形成, 采煤机重新起动。

图1

原控制原理图

2

起动回路的改进设计

在采煤生产应用中我们遇到了上述现象,经过仔细研究采煤 MG2×300-701/WD 交流电牵引采煤机在井下割煤生产中, 分析 PLC 主控器和变频器之间的控制和通讯关 有时当采煤工作面瓦斯超限瓦斯断电仪执行动作切断采煤机的电 机的电控原理图, 系,我们在采煤机自保回路控制变压器二次侧瓦斯断电接点 CB 源后, 会出现采煤机自动重起现象, 究其原因是由于 PLC 内部电 容掉电后放电, 继电器不能立即释放所造成。 (常闭) 回路上串接一个 -24 V 继电器 JS2 (~26 V 整流后为 -24 V , ) 1.1 起动回路 将其常开点 1、 脚代替原 PLC 主控器的 9、 脚, 3 10 来解决以上所述 首先将采煤机控制面板的急停按钮转换开关 (2 位) 向右旋转 采煤机自动重起故障现象。改进电气原理图如图 2 所示。 45°, 3、 脚接点闭合, 使 4 将起动自复位转换开关 位) (3 向右旋转 停 开 停止 运行 起动 停 停 开 开 XS1 ) XP1 (4 (4 ) XS1 ) (5 45°, 11、 脚接点闭合, 1 接点闭合, 8 脚接点闭合。其回 使 12 2、 7、 XP1 ) (5 φ 万能急停转换开关 XS1 ) (2 自复位转换开关 路为工作面配电点真空磁力启动器的先导本安变压器~17 V 的一 XS1 ) (11 XP1 ) (2 XP1 ) (11 端→先导继电器线圈→真空磁力启动器远控端子排→采煤机电缆 JS 穿墙端子 PLC 瓦斯常开 控制线→采煤机穿墙端子排 Ф3→接插件→XP1 ) XS1 ) (5 , (5 →采 电容放电, 接点延时 常开 打开 (PLC 提供自保 ) 煤机控制面板的急停转换开关 3、 脚闭合→起动自复位转换开关 4 φ PLC 急停 -24V 继电器 11、 脚闭合→2、 脚闭合 7、 脚闭合接插件 XS1 ) XP1 ) 12 1 8 (4 、 (4 → RD 同时供电磁阀电源 ~26V PLC 主控器 11、 脚内部常闭→瓦斯断电仪常闭→二极管半波整 12 瓦斯断电接点 CB 故障打开 流→采煤机穿墙端子 Ф4→采煤机电缆的另一根控制线→工作面 RD 控制变压器 ~1 140V ~24V 配电点真空磁力启动器接另一端→回到~17 V 的另一端,回路形 供 PLC 主控器 RD 成, 先导继电器吸合, 真空磁力启动器吸合, 采煤机上电起动。 ~36V 1.2 自保运行回路 供二起接触器、 瓦斯断电仪 采煤机起动后, 松开自复位转换开关 位) 自复位转换开关 (3 , 图 2 改进控制原理图 回到 0°, 12 脚仍然闭合, 2 脚打开, 8 脚打开采煤机起动, 11、 1、 7、 PLC 主控器上电自检, 其自保接点 9、 常开点闭合, 10 其回路为配 3 改进电气原理分析 电点真空磁力起动器的先导本安变压器~17 V 的一端→先导继电 在采煤机运行过程中, 当瓦斯传感器接收到瓦斯超限信号时, 器线圈→真空磁力启动器远控端子排→采煤机电缆控制线→采煤
3

3

4

11

12 2

1

7

8

2

3

1

10

4

13

11

JS2

机穿墙端子 Ф3→接插件 XP1 ) XS1 ) (5 , (5 →采煤机控制面板急停

机电信息 2010 年第 12 期总第 258 期 189

理论创新◆Lilun Chuangxin

瓦斯断电仪执行继电器吸合, 常闭点 CB 打开, 加入的瓦斯继电器 JS2-24 V 线圈断电, 其常开点 3、 脚打开, 1 自保回路断开, 采煤机 停止, 这时控制变压器~1 140 V/~26 V 失电, 瓦斯断电仪失电, 执行继电器释放, 常闭点维持闭合状态, 无电源不能吸合, CB JS2 回路没有形成, 采煤机就没有重起现象。 此项改进杜绝了瓦斯瞬间 涌出瓦斯浓度超限时重起现象,排除了采煤机瞬间上电机械摩擦 闪络火花可能引起瓦斯爆炸的隐患,保障了人身安全和矿井的安 全。 (上接第 161 页) 检测到火焰时, 信号处理电路输出一个方波信号。
传感器
ANODE A +5Vdc +350Vdc CATHODE

[参考文献] [1] MG2×300-701/WD 交流电牵引采煤机使用说明书、 电气控制原理图 [2] 钱锐.PLC 应用技术.北京希望电子出版社 [3] 孙传森, 钱平.变频器技术.高等教育出版社 收稿日期: 2010-03-05 作者简介: 马卫斌 (1972- , 河北省怀安县人, ) 男, 助理工程师, 研 究方向: 交流电牵引采煤机变频器控制。

能很方便地在测量和控制系统中共享数据, 并可实现在 Internet 上 实时发布。 客户端接受子程序如图 6 所示。 5V
GND

K

输出信号
5V GND 10 ms

3

结语

恒压电路

DC-DC 变换

信号处理
3 5 7 9

集电极输出
GND Tr∶50 100 mA ·

背景设置

采用虚拟仪器进行工厂安全监测, 以利用计算机强 大的信息处理能力对采集到的信号进行实时显示和存 储。基于 LabVIEW 开发平台, 使整个开发过程高效灵 活, 节省了开发时间。系统功能的扩展或修改可通过修 改软件程序来实现,从而使系统可扩展性及可更新性 大为提高。

图4

火焰传感器检测电路
connection in

2

上位机软件

True 上位监测系统软件设计由最著名的虚拟仪器软件 LabVIEW decimated array 开发完成, 其思想是基于 LabVIEW 面向对象的开发思想[1], LabVIEW 使用 “所见即所得” 的可视化技术建立人机界面, 针对测试测量和 控制领域,该软件提供了虚拟仪器面板上所必须的大量显示或控 [3] 制对象, 如表头、 旋钮、 图表等 [2]、 , 为软件的维护和再开发工作提 供尽可能多的方便。 如图 5 所示为上位机监控界面, 该界面由 2 个选项卡构成, 一 个是数据采集卡的设置, 另一个是监控窗, 数据采集卡设置主要对 数据采集卡的采集通道的采样频率、 通道数目、 触发方式等参数进 行设定,监控窗可以对粉尘率、防盗报警和火灾报警信息进行监 图 6 客户端程序 控, 由图示可知, 当界面中有发光二极管变红时, 表明有异常发生, 随着工厂单位的安全意识不断增强、虚拟仪器和传感器等技 此外, 监控中心还可以通过网络把信息发布出去。 术的发展, 虚拟仪器技术在工厂安全监测系统中的应用必将具有 相当大的发展空间。 可以预见, 与计算机技术紧密结合的虚拟仪器 技术将在工厂安全监测系统上扮演重要的角色 。
高电平 高电平 1 防盗报警 333 0x333 stop 213 火灾报警 235

[参考文献] [1] 潘莹玉.虚拟仪器及其应用.电力自动化设备, (1 : 1999 ) 44~46 [2] 邓众, 王磊等.LabVIEW 测试技术与仪器应用.北京: 机械工业出版 社, 2004 [3] 戴蓉.虚拟仪器及其基本构成.传感器世界, (9 : 2000 ) 15~17 [4] 胡生清, 幸国全.未来的仪器仪表— —虚拟仪器.自动化与仪表, 1999, 14 ) 5~7 (6 : [5] 张毅, 周绍磊, 杨秀霞, 等.虚拟仪器技术分析与应用.北京: 机械工 业出版社, 2004 [6] 刘微, 刘君华, 司端峰.用计算机开发虚拟仪器应用于现代测试技术 图5 上位机监控界面 课程教学研究.计算机及其网络的应用发展论文集.第 4 册, 1999, 10 ) 77~79 (9 :

本项目是利用 NI 公司 DataSocket 技术发布数据到网络的 [4], DataSocket 是一种基于 TCP/IP 的面向测量与自动化工程的网上 实时数据交换的编程新技术[5], 它简化了同一台计算机上的不同应 用程序之间或网络中的不同计算机之间的实时数据交换过程, 在 测量与自动化应用软件之间, 用一个易用的高性能的编程接口, 就

收稿日期: 2010-03-30 作者简介: 朱明华 (1987- , 浙江省嘉兴市人, ) 男, 工程师, 从事自 动化技术设计。

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