掘進機電氣系統保護及故障診斷研究

柳鐵

摘 要：煤礦企業中，掘進機是非常重要的設備，它的正常運行關系到生產的順利推進。電氣系統又是掘進機的組成部分之一，它的可靠運行又對掘進機的正常工作起著保證的作用。只要是機器設備就有出現故障的時候，這就要求對設備可能出現的故障要有所了解，在真出現故障時可以迅速的處理，保證設備正常工作，對于掘進機的電氣系統保護就是一種非常好的保護裝置，本文就簡單談談掘進機電氣系統保護及故障診斷研究。

關鍵詞：掘進機；電氣系統保護；故障；診斷研究

煤礦企業中，掘進機是非常重要的設備，它的正常運行關系到生產的順利推進。電氣系統又是掘進機的組成部分之一，它的可靠運行又對掘進機的正常工作起著保證的作用。只要是機器設備就有出現故障的時候，這就要求對設備可能出現的故障有所了解，在真出現故障時可以迅速的處理，保證設備正常工作，對于掘進機的電氣系統保護就是一種非常好的保護裝置。

1、電氣系統保護

在煤礦的開采工作中，我們會遇到一些情況使得掘進機中的電氣系統不去正常工作，比如說：過載的電機、用來照明的回路出現了漏電、器件損壞等等。這種情況下，可編程邏輯控制器就會檢查到有故障的存在，然后去控制相應工作部件，使其可以暫時性的停止工作，從而保護電氣系統。

（1）過流、過載、缺相的保護

可編程邏輯控制器輸入的信號分為三種，分別是數字量和頻率量以及模擬量。每一個機器電機三相工作狀態的電流通過電流傳感設備實時檢測，然后輸送出一致形式標準信號，送回到可編程邏輯控制器的控制系統中。可編程邏輯控制器把這種信號和標準的數值進行比較，進而去判斷過載（過流）現象是否存在電機上。還有就是可以可檢測出電機的工作是不是存在缺相的情況。如果上面的情況出現，經過延時，可編程邏輯控制相應的繼電器去釋放，從而使得接觸器的線圈得到釋放，助于斷開觸點。電機就停止了運轉，保護了電機。

（2）過熱保護與漏電閉鎖

除了上述的保護外，電氣保護系統還有過熱保護與漏電閉鎖的功能。在電機啟動的前期，對需要檢測的電路外加一個直流，使用這種辦法去完成漏電閉鎖的檢測工作。如果主回路中絕緣數值下降到保護數值以下面，綜合保護的模塊在內部里工作的電路保護節點，就從閉合狀態轉為斷開狀態。可編程邏輯控制器在掃描數字量的輸送入口時，就會發現故障，進而控制電動停止動作的狀態。電機運行中，保護模塊是每時每刻都檢測預埋電機定子上的繞組內部中熱敏電阻。如果阻值提高，并且還超出了設定的標準，就說明電機自身的溫度就升到需要保護的動作數值，這時，保證電路翻轉得到保護，相對應的節點，閉合狀態轉成斷開狀態，可編程邏輯控制器控制電機就停止運轉，保護了電機。

2、掘進機電氣系統的故障診斷研究

（1）實時故障的診斷

處于掘進機的人機界面時，能夠實時的顯示出電器系統所處的狀態和故障信號。這里面包含了文本編輯顯示器和觸摸屏顯示器以及LED顯示板，第一種顯示器可以簡要地顯示出系統的運行狀態，還有故障情況，第二種顯示器則可以全方位地顯示出電氣系統的工作情況和運行工作的參數，還有故障信息。第三種就是實時顯示出控制電源的供電情況。

通過以上的顯示，在電氣系統有故障時，工作人員就能夠快速查獲信息，依據信息的提示做出分析，然后找出故障發生的原因，我們詳細說一些故障處理的例子：

油泵停止工作

油泵電機突然停止了工作，顯示器界面顯示“油泵的電機缺相”。我們就可以運用系統的原理分析出，是哪幾種情況造成的故障：一是缺相的供電電源，二是缺相運行的隔離開關，三是缺相運行的接觸器，四是工作異常的電流傳感器，五是缺相的電機繞組，這對這些情況要逐一的排查。

照明燈突然不亮

設備在運行中，照明燈卻不亮了，顯示器中的顯示是“照明的回路漏電”。依據系統原理，我們可以分析出漏電控制系統為了保護系統就自動斷開了36伏的供電源。出現的原因有：電纜或者是照明燈出現了漏電的情況；電纜或者是蜂鳴器漏電；綜合保護的模塊出現了故障；鏈接松動的PLC導線。這樣就可以確定出是電控箱的外部出現問題，還是外部出現了問題，進而縮小了范圍，最后找到故障所處的位置。

其他故障

顯示器也會顯示其他器件的故障，比如說：按鈕、傳感器、接觸器等器件故障。這些當中的一部分可以直觀看出故障，但是其他一些就需要故障診斷。舉一個簡單的例子，傳感器遭到了損壞，只是代表傳感器信號的不正常，但其產生的原因是：其電源損壞；導線斷開；其自身的損壞。

（2）歷史故障的診斷

電氣系統的故障不僅僅是上面的實時診斷故障點，有一部分還需要查詢歷史的記錄去分析故障原因。我們為了更好地去診斷故障，就對電氣系統添加了能夠查詢以往故障的歷史查詢功能。

簡要分析歷史查詢功能

就是在設備停止工作的時候，設備進行檢修，通過按下特定的按鍵，觸屏顯示器就會出現想要查詢時間段的系統故障，依據顯示的內容能了解到過去的工作內容，對于難以去診斷的故障通過歷史問題的查詢，有利于分析出故障的原因。查詢歷史故障的顯示界面呈現出來的內容包括了故障出現的時間和內容，斷電的情況，內容也不能丟失。

具體設計

可編程邏輯控制器在按下特定的按鍵后，會控制歷史查詢界面出現，時、分、日、月、年顯示故障的時間，顯示故障的內容。如果故障發生，則會存儲在系統中。工作人員可以通過這個系統去查詢詳細的歷史故障。

通過這樣的功能，可以更加詳細的了解故障，進而去分析故障，更能夠幫助我們去預測新的故障，還能幫助我們去了解這類故障出現頻繁，思考其部件是否可靠，和生產工藝流程是不是合理的。

結束語：

總的來說，煤礦的開采工作中，我們會遇到一些情況使得掘進機中的電氣系統不去正常工作，比如說：過載的電機、用來照明的回路出現了漏電、器件損壞等等。可編程邏輯控制器就會檢查到有故障的存在，盡快診斷故障，處理故障，保證掘進機的正常工作，進而保證煤炭企業生產的正常進行。

參考文獻：

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