掘進機電氣系統研制

朱雷

摘 要：本論文介紹了掘進機電氣系統的組成及簡要原理，電氣系統主要包括控制箱、按鈕操作顯示箱、傳感器和報警預警裝置。同時詳細介紹了電控箱的設計思路。本掘進機電氣系統具有防護等級高、體積小、操作簡便、集成有多種保護等優點，可長期工作在煤礦隧道等惡劣環境中。

關鍵詞：掘進機； 電控箱； 煤礦

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

掘進機電氣系統是設備的控制核心，控制著各個電機的啟動停止，同時對掘進機其他組成部分的工況進行監控和綜合保護，與液壓系統及水路系統互相配合，可控制整機完成掘進生產作業。

1 電氣系統概述

掘進機電氣系統主要由隔爆兼本質安全型掘進機控制箱（以下簡稱 電控箱）、隔爆兼本質安全型按鈕操作箱、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多個工作機構部分的電機組成。其總體布置如圖1所示。

2 電氣系統構成

掘進機電控箱大多采用PLC可編程邏輯控制器作為主控單元，人機界面采用彩色液晶顯示屏，這種控制系統的優點是編程簡單、性能穩定、系統主參數以及故障可視化，方便日常檢修維護。電控箱位于掘進機整機的左后方，左右箱門和接線腔蓋板均用標準螺栓與箱體緊固連接，保證安裝于內部的電氣元件不受外界惡劣環境影響。電控箱殼體由鋼板焊接而成，殼體分為上下兩個腔，均為隔爆型結構。下腔為電氣件安裝腔，腔內裝有驅動板、控制板（兩塊）、視窗板及隔離開關等；上腔為接線腔，腔內裝有數組接線柱。

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、電機集成保護器、開關電源等電氣件。

視窗板裝在電控箱體的前側中間部分，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指示燈的發光板。其中電壓表顯示系統供電電壓、電流表顯示切割電機的實時電流，兩塊發光板指示系統故障及各個電機的故障。

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的供電電纜，五組接線端子用于連接整機電機和十二個七芯接線端子用于連接系統外圍元件，此外接線腔內裝有兩個接地端子用于連接地線。電控箱兩側及背面設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，用以顯示電控系統的主要參數，例如電壓電流，電機溫度，電機運行狀態等，當電控系統出現故障時，該顯示屏也會實時顯示故障內容，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

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

參考文獻：

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