采煤机电气系统教程(DSP)

MG450/1020-QWD交流电牵引采煤机1、名词解释q AXI 模拟混合输入模块，简称模拟量模块q ARM 一种先进、精简指令计算机q BOC 主操作控制模块，简称主控模块q ＣＡＮ一种高可靠通讯协议q CBI CAN 总线隔离模块q DSP 数字信号处理（器）q EDC 外置检测控制模块，又叫外置传感中心，检测站q EF 漏电检测模块q EIO 输入输出扩展模块q GSC 顺槽通讯模块（顺槽端）q HPC 牵引综合控制模块，简称牵引模块q IDC 内置检测控制模块q IPS 语音预警器电源切换模块q MOC 电机操作控制模块，又叫启停模块q MODBUS 一种控制通讯协议q PA2 遥控接收模块q QS 隔离开关q RS485 一种通讯协议q SBB 隔离操作闭锁按钮q SBQ 主启按钮q SDR 数据记录模块q SGC 顺槽通讯模块（煤机端）q SBT 主停按钮q ＴＤＥＣＳ天地采煤机电控系统q WCR 遥控接收及语音模块2、整机主要技术参数：额定工作电压： AC3300V额定频率： 50Hz总装机功率： 1020kW受控电机参数见下表：型号额定电压（V）额定电流（A）额定功率（kW）备注YBCS2-450(D) 3300 97 450 截割电机， 2台YBQYS2-55 380 105 55 牵引电机， 2台YBRB-20 3300 4.5 20 泵电机， 1台电控系统主要技术参数：额定工作电压： AC3300V额定频率： 50Hz额定功率： 1020kW控制电源：本安12V、5V，非本安24V本安电源参数：最高开路电压12.5V最大短路电流1.3A。

3、牵引控制系统主要技术参数：额定工作电压： AC380V变频器额定功率： 2×75KW变频器输入电压/频率： 400V/50Hz变频器输出电压： 0～380V牵引速度： 0～8.25～13.76m/min过载能力： 150% 1分钟变换效率：≥95％保护功能：过载、过流、过热、过频、过压、欠压、对地短路、漏电闭锁等。

PLC控制机载式采煤机电控系统说明书一系统适应性1、电控系统已经采取防水、防潮、防尘、防震动等有效措施2、操作站外引的接头具有防水、防尘、耐腐蚀和可拔插功能3、电控系统具有强抗干扰能力,抗震动能力,并已做老化试验4、控制部分、本安电源部分取得国家规定部门承认的防爆合格证二适用范围1、海拔高度低于3000米；2、周围介质温度在 -10℃— +35℃之间；3、+25℃时,周围空气相对湿度不大于97%；4、有瓦斯或爆炸危险的矿井；5、无足以腐蚀金属和破坏绝缘气体的场所；三系统组成它主要由先导回路、主回路、主控制系统和交流变频调速系统四大部分组成.1、先导回路:先导回路由一些旋转开关完成下列操作:(1)、通/切断巷道里的磁力启动器,即接通/切断采煤机的电源(2)、工作面输送机的闭锁和解锁(3)、停采煤机:即切断采煤机的电源(4)、急停:停采煤机的同时闭锁工作面输送机2、主控系统:主控系统主要由主控器,左、右操作显示站和本安电源组成.主控器是PLC控制系统.其功能就是把操作显示站传送过来的操作指令以及采集到的各传感器的控制信号按预先编制好的程序进行处理,处理结果经过驱动电路输送给各执行机构,以实现对采煤机的控制.本安电源是供给两个操作显示站和编程站的工作电源,型式为本质安全型.主控器与本安电源安装在同一个箱体内.操作显示站也是一个计算机系统.它有两个功能,一是对采煤机的操作变成对应的指令编码,通过通信电缆输给主控器.二是将主控器输出的显示信息处理后,通过屏幕以汉字和数字字符的形式定量的显示出来.主控系统具有以下功能:(1)通过操作显示站可完成:a.左、右摇臂的调高b.破碎滚筒的调高c.牵引控制d.停牵引e.急停(切断采煤机的电源)f.站控/遥控的选择g.系统的复位(2)可以实现以下自动保护:a.截割电机的恒功率自动控制b.左截割电机超温保护c.右截割电机超温保护d.左牵引电机超温保护e.右牵引电机超温保护f.变频器故障保护g.牵引调速过流保护h.左截割电机的电流检测及超载保护i.右截割电机的电流检测及超载保护j.左牵引电机的电流检测及超载保护k.右牵引电机的电流检测及超载保护(3)监控与显示内容a.左、右截割电机的工作电流b.左、右牵引电机的工作电流c.牵引力d.牵引速度e.当关键性工作参数达到警界线时,如电流,能显示警告信息f.当出现故障时,执行保护动作的同时显示故障信息g.恒功率控制。

第八章采煤机电气系统本电气系统是为700电牵引采煤机配套而专门研制的，分为电气控制系统和整机监测系统。

控制系统采用了可编程控制器及DTC变频器；监测系统采用了工控计算9.遥控发射机实现远程控制。

1.采煤机电气部件功能及参数MG300/700-WD（MG250/600-WD）交流电牵引采煤机，装机总功率为700（600）kW，截割电机功率为2×300（250）kW。

牵引功率为2×40kW，油泵电机功率为20kW，整机供电电压为1140V。

除牵引电机外，其余电机均为1140V供电。

1.1.截割电机主要技术参数：型号YBC-300(YBC3-250)额定功率300kW(250kW)额定电压1140V额定电流155.5A额定转速1480r/min工作制连续SI绝缘等级H级冷却水冷冷却水压力2MP防爆型式隔爆型1.2.油泵电机主要技术参数型号YBCB-20G额定功率20kW额定电压1140V动用的控制器件。

额定电压DC24V额定吸力25N额定行程3mm1.5.高压控制箱主要电气技术参数MG2x300-WD交流电牵引采煤机高压控制箱，用在有瓦斯和煤灰爆炸危险的井下配套采煤机。

作为电源输入和电源分配之用。

型号特制专用供电电压1140V50HZ额定电流450A冷却方式底板和后侧板水冷冷却水压力2MP防爆型式隔爆型1.6．牵引电机调速装置主要电气技术参数MG2x300-WD交流电牵引采煤机牵引电机调速装置，用在有瓦斯和煤灰爆炸危险的井下配套采煤机。

作为控制，保护和牵引调速之用。

型号特制专用供电电压400V50HZ额定电流152A冷却方式底板水冷芯线标称3x70+1x25+4x6电缆外径φ65mm（2）截割电机电缆W1，W2（采煤机自带）电压等级1140V连续载流量173A芯线标称3×50+1×10+3×6电缆外径φ58mm（3）油泵电机电缆W3(采煤机自带)电压等级1140V连续载流量64A芯线标称3×10+1×10+3×6电缆外径φ38mm(4)牵引电机电缆W4，W5（采煤机自带）型号（带屏蔽）电压等级600V连续载流量138A芯线标称3×35+1×16+3×4电缆外径φ45.26mm(5)控制箱供电电缆W6（采煤机自带）电压等级1140V2.分进行说明。

电控系统第一节概述本电控系统是以中厚煤层电牵引采煤机为目标而开发的全新电控系统，用于控制MG300/710-WD型电牵引采煤机，主要由采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱、采煤机用本质安全型操作箱（端头操作站）、低浓度甲烷传感器以及各部分工作电机等组成。

采煤机用隔爆兼本质安全型电控箱是整个采煤机电控系统的控制核心，控制各个电动机的启、停动作，可实时检测系统电压、电机电流、电机温度、瓦斯浓度等工况信息。

本电控系统采用的是机载式交流变频调速系统“一拖一”驱动方式，可实现四象限运行，能适应较大倾角的采煤工作面。

第二节电控系统特点1、人性化设计在以“安全、可靠、高效、人性化”的设计理念指导下。

坚持以顾客为中心的价值观，一切从客户角度出发。

设备操作方便灵活。

采用高可靠性的专用控制器为核心，系统可靠性高。

采用模块化设计、抽屉式结构，便于检修与维护。

2、实现三机联动采煤机根据全自动联合采煤机组设计，可根据运输机负荷自动调整采煤机牵引速度，实现了自动记忆采煤高度、远程自动化监控、采煤机工作三机一架（采煤机、刮板运输机、破碎机、液压支架）联动。

设备运行状态参数的采集、监测、传送、记录、故障诊断等，全面提升了采煤设备的机械化和自动化水平。

3、先进的设计思路主控器与各检测、控制元部件之间通过CAN总线方式联接，形成网络结构，便于拓展系统功能，使系统的适应能力大大增强；全数字元方式的信息传递，提高了数据的准确性和可靠性。

具备一定故障自诊断功能，便于维护。

4、屏幕直观显示采用5.7英寸液晶显示器，提供先进的全中文显示界面，系统参数显示全面。

采用模拟采煤机动态显示、汉字功能、数字元等多种方式，形象、直观、准确地显示各检测量。

所有的检测量及系统状态均可实时显示，查看方便，便于比较、分析。

5、实时的信息采集系统采用了多种传感器技术，对系统状况进行较全面的监测。

可实时检测系统电压、截割电机和牵引电机电流及温度、电控箱温湿度、冷却水压力、摇臂倾角、机身倾角、采煤机位置、瓦斯检测、油箱油位、低压油压力等工况信息，检测的信息全部通过总线传送给主控制器。

295鉴于目前我国采用的传统PLC为核心的电牵引采煤机控制系统存在可靠性差，故障率高，维护困难，维护成本高等问题。

为提高电牵引采煤机电控系统的可靠性、扩展性及运算处理能力，本文为了提升采煤机电控系统运行效率，以镇城底矿综采工作面采用的MG132/320-W型电牵引采煤机为研究对象，对传统的采煤机电控系统进行优化设计，设计了以DSP为核心的电牵引采煤机电控系统，为采煤机优化改造研究提供了参考与借鉴。

1 电牵引采煤机电控系统电牵引采煤机是综采工作面的重要机械设备，主要由电气、液压、机械等多个系统构成，其中电气控制系统是采煤机控制及保护的基础，本文的研究对象为镇城底矿MG132/320-W型采煤机，采煤机的牵引部分分别由左右两个牵引部组合而成，在运行过程中避免出现一带一的情况，讲一个变频器作为主变频器，主控制器接收到外部的信号后将载荷平均分配至两个牵引部，从而使得电机负载相同。

截割部是由大功率电机组成，通过控制器控制实现液控回路的开关，实现对滚筒的控制。

状态监控锡系统通过对采煤机的运行信号进行收集和检测，可以实现采煤机故障及工作状态实时监测[1]。

根据对MG132/320-W型电牵引采煤机控制系统的分析，确定基于DSP的采煤机电控锡系统设计方案，设计电控系统如图1所示。

由图1分析可知，基于DSP的采煤机电控系统的工作原理为：系统主控模块为DSP控制器；数值量是经过光电隔离后的DSP及CPLD输入、输出模块，模块的接收接口主要是收集控制命令及数值监控信号，模块输出接口连接采煤机截割电机、摇臂，接收到数字量信号后经过中央处理系统对信号进行分离、处理，再经过输出端实现采煤机截割部自动控制；系统的通讯接口分为RS-232总线接口、CAN总线接口及RS-485接口；显示模块通过接口实现触摸屏与DSP的信息交换；远程控制单元通过CAN总线连接DSP控制器，实现远程控制[2]。

图1 采煤机电控系统框架图电牵引采煤机的遥控采用FYF30矿用本安型遥控，这是一款专为煤矿开采设计的控制器，FYF30矿用本安型遥控与输入接口模块连接，可以实现对总停、 牵停、右牵、左牵、上升、下降、破降、 破升的控制。

MG900/2215-GWD型采煤机（电气部分）1、总论1.1 概述MG900/2215-GWD型交流电牵引采煤机是为实现煤矿高产高效而开发研制的新型双滚筒采煤机。

该机电气系统主要特点有：●采用以DSP为核心的专用计算机控制系统，模块化的设计体现了先进的设计理念。

●采用“一拖一”即两台变频器分别拖动两台牵引电机的工作方式；●系统采用了先进的信号传输及通讯技术，以网络形式连接，便于扩展系统性能，数字信号的传递提高了数据的可靠性和准确性。

●安装大量的传感器，可对系统状况进行较全面的监视；●采用大屏幕液晶显示器，人机界面友好，提供全中文显示界面，系统参数显示全面准确；●具有运行状态及参数故障记忆功能，有助于分析查找系统故障原因；●电控系统具备较强的故障自诊断能力；●开机语音报警及瓦斯超限、故障报警防止意外事故发生，用户可根据自己的需要更改报警内容。

1.2 执行标准GB3836．1～4-2000《爆炸性气体环境用防爆电气设备》Q/MT83281900-0-002-2005《KXJG-400/3300C型交流电牵引采煤机高压控制箱》Q/MT83281900-0-003-2005《ZJT-50/3300C型交流电牵引采煤机组合控制箱》适应环境：●海拔高度不超过2000m；●周围环境温度不高于+40℃，不低于-5℃；●在无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；●在有瓦斯和爆炸性混合物的矿井中；●采取防滴水措施的地方；●污染等级：3级●安装类别：Ⅲ类。

1.3 主要技术参数输入电源：3300V50Hz额定电流：400A防爆形式：Exd[ib]I截割电机：2×900kW/3300V破碎机电机：160kW/3300V泵电机：35kW/3300V牵引电机：2×110kW/380V1.4 电气系统组成采煤机电气系统总体框图如（附图1）所示。

系统主要由高压控制箱（KXJG-400/3300C）、组合控制箱（ZJT-50/330C）截割电机、牵引电机、破碎电机、泵电机及各种操作控制装置组成。

采煤机电控系统讲解采煤机电控系统，就像是采煤机的大脑和神经系统，掌控着采煤机的一举一动。

采煤机在煤矿里可是个大家伙，它要是没个好的电控系统，那就像人没了脑子，只能干瞪眼，啥活儿都干不了。

这电控系统啊，可不是个简单的东西。

它里面的电路就像城市里密密麻麻的道路，电流就像在道路上行驶的汽车，从电源这个大“停车场”出发，沿着各种“道路”，到达采煤机的各个部件。

比如说，电动机就像采煤机的心脏，电控系统就得把电流准确无误地送到电动机那儿，就像心脏需要血液供应一样，电动机需要合适的电流才能正常运转。

要是电流送错了地方，或者送得太多太少，那电动机可就闹脾气了，采煤机也就没法好好工作了。

再看看那些控制按钮和传感器，它们就像是采煤机的眼睛和耳朵。

控制按钮就像人的手指，人通过手指来传达指令，采煤机就通过这些按钮来接受我们的操作指令。

而传感器呢，那可是相当灵敏，它能察觉到采煤机周围的各种情况。

比如说，它能感觉到采煤机是不是挖到硬石头了，就像人走路的时候脚碰到障碍物能感觉到一样。

一旦传感器发现了异常，就会马上通知电控系统，电控系统就像个指挥官，迅速做出反应，调整采煤机的动作，避免采煤机受到损坏。

电控系统里还有个很重要的部分，就是控制器。

这控制器啊，就像是一个超级聪明的管家。

它能根据各种输入的信息，比如传感器传来的信号，还有操作人员按按钮的指令，来安排采煤机的工作流程。

如果把采煤机比作一个乐队，那控制器就是乐队的指挥，各个部件就像乐队的乐手，指挥得好，乐队演奏出来的就是美妙的音乐，也就是采煤机能够高效、安全地采煤；指挥得不好，那就乱套了。

在实际的采煤工作中，电控系统的稳定性那是相当重要的。

就好比我们盖房子，地基要是不稳，房子早晚会塌。

电控系统要是不稳定，采煤机在井下工作的时候就容易出故障。

一旦出故障，那可就麻烦了，就像火车在半路上抛锚一样，整个采煤工作都得停下来。

而且井下的环境又很恶劣，潮湿、黑暗，还有可能有瓦斯等危险气体，这就对电控系统的可靠性提出了更高的要求。

电气控制类DSP课程教学要点及教学方法探讨陈小元;陈超【期刊名称】《丽水学院学报》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】Several key teaching points of DSP course are summarized and the corresponding methods are discussed based on the education goals of the undergraduate specialties of electrical control engineering and the teaching practice. Measures such as appropriately adjusting the sequence of the teaching contents, strengthening the students’ability of using C language, teaching some chapters by living examples to respond to the characteristics of the specialties and attaching importance to practical teaching are expounded. Specific ideas and methods for teaching DSP course are proposed to improve the teaching effectiveness.%根据电气控制类专业培养目标及课程教学实践，总结DSP原理及其应用课程教学中的几个关键要点，并对教学方式进行探讨。

阐述通过适当调整DSP课程教学内容顺序、增强学生C语言应用能力、根据专业应用特点实例讲解部分章节及重视实践教学环节等措施，指出DSP课程教改的具体思路和方法，有效地提高了教学效果。