華寧KTC101控制系統應用和故障處理

李 華

(神東煤炭集團大柳塔煤礦，陜西 神木 719315)

0 引言

隨著綜采工作面的機電設備不斷更新換代，各個設備之間的關系越來越復雜，自動化程度也在不斷提高[1-4]，對集中控制系統提出了更高的要求。為了滿足綜采隊的生產需要，神東公司大多數綜采工作面都采用華寧KTC101控制系統實現對運輸設備的集中控制，以期提高綜采工作面的自動化程度，降低事故發生率，滿足高產高效的需求。

1 華寧KTC101控制系統簡介

1.1 系統組成

華寧KTC101對綜采工作面運輸設備進行集中控制，既能夠控制綜采工作面破碎機、轉載機和刮板運輸機的各種邏輯啟停[5-7]；也可以實現綜采工作面的語音通話、閉鎖設備和報警提示功能；還具有動畫顯示功能，各種設備狀態都可在主控制器的顯示屏上顯示出來。在神東綜采工作面使用的控制系統主要由KDW101型礦用隔爆兼本質安全型電源、KTC101-Z型主控制器、MHYBV-7-2型礦用七芯屏蔽拉力電纜、KTK101-1型閉鎖擴音電話、KHJ15/18-1-H型拉線急停閉鎖和KFD101型多功能終端共同組成，圖1為系統原理框圖。

1.2 各部分的作用

KDW101型礦用隔爆兼本質安全型電源：是系統特制電源，將輸入的127 V交流電源轉換為兩組直流5 V，兩組直流12 V和一組直流18 V的輸出電源。一共5塊有過壓和過流保護的電源模塊，其中A5V電源模塊主要給主控模塊的控制部分供電，B5V電源模塊主要給主控模塊中的顯示屏背景燈供電。A12V電源模塊主要給主控制器內部各個模塊供電，B12V電源模塊主要為外部傳感器提供電源。A18V電源模塊主要給工作面沿線各個擴音電話和閉鎖按鈕供電。

圖1 華寧KTC101控制系統原理框圖

KTC101-Z型主控制器：在綜采工作面主要使用主控模塊、CS模塊、I/O模塊、SP模塊、母板、鍵盤模塊和輕觸鍵盤，其中主控模塊由計算機、彩色顯示器和其他相關組件構成，主要工作是控制、顯示和信息處理。CS模塊主要是對沿線的擴音電話、閉鎖按鈕等設備狀態進行查詢，并傳送給主控模塊[8-11]。I/O模塊在綜采工作面的控制器中共使用2塊，每一塊均帶有10路開關量輸出和12路開關量或頻率量輸入，主控模塊通過它對控制運輸設備的輸入輸出點進行采集和控制。SP模塊主要負責設備啟停和故障等語音報警。母板是一塊安裝板，控制器中大多數模塊都插在這塊安裝板上。鍵盤模塊用于檢測人工輸入的按鍵信息，并上傳給主控模塊。輕觸鍵盤用于人工執行各種操作和設置各種參數。

MHYBV-7-2型礦用七芯屏蔽拉力電纜：所含7根芯線的功能分別是1#線為音頻線，2#線為閉鎖線，3#線為18 V正電源線，4#線為查詢線，5#線為18 V電源地線，6#線為數據通訊線，7#線為數據通訊線，其中6#、7#線是在同一個屏蔽內的雙絞線；4#查詢線單獨有一個屏蔽層，所有的線均被一層抗拉力的鋼絲屏蔽層所包裹。

KTK101-1型閉鎖擴音電話：主要由閉鎖模塊、語音處理模塊、送話器和喇叭等組成，與主控制器、電源箱配合，負責人員通話、設備閉鎖和啟停報警等，閉鎖模塊和語音處理模塊按照各自的需要接入七芯連接線中。

KHJ15/18-1-B型閉鎖按鈕：主要由閉鎖模塊組成，與主控制器、電源箱配合，負責設備閉鎖，其中閉鎖模塊的電源來自3#線和5#線，閉鎖功能分別串接了2#線和4#線。

KFD101型多功能終端：用在工作面最后一個擴音電話或閉鎖按鈕上，作為整個控制系統數據通訊的結束點。

2 華寧KTC101對綜采運輸設備的應用

2.1 在綜采工作面的布局

在神東綜采工作面布局當中，為了實現各種各樣的功能，華寧控制器的布局都不完全一樣，但大致布局是基本一致的。為此，以其中一種典型布局為例，來分析控制系統在綜采工作面的配置。

在軌道列車控制臺處布置電源和主控制器，用于控制臺司機控制設備；在控制臺到工作面的中部布置1臺閉鎖擴音電話，用于泵站人員、順槽人員通話和閉鎖三機。在自移機尾處布置兩臺閉鎖擴音電話，一臺用于閉鎖三機和通話，另一臺用于閉鎖刮板運輸機和通話。在機頭處布置兩臺閉鎖擴音電話，一臺用于閉鎖三機和通話，另一臺用于閉鎖刮板運輸機和通話；此兩處地方因位置特殊，放置兩臺擴音電話既有利于崗位工在不同情況下閉鎖所需的設備，也有利于崗位工在嘈雜的環境下聽清通話。然后從支架頭部依次按照煤礦作業規程規定交叉布置閉鎖擴音電話和閉鎖按鈕，直到工作面尾部，最后安插終端。

2.2 運輸設備的參數設置

子菜單參數1設置：主控制器上電后按住鍵盤上“#”在按鍵盤上“A”鍵進入參數設置界面。進入主菜單中系統菜單的子菜單參數1進行設置，用途選擇“工作面”，運行方式選擇“就地”，故障停車選擇停“單個設備”，切換運行方式條件選擇“不能切換”，語言信號條件選擇“不檢測”，語言信號保持時間“0秒”，單個節點返回時間選擇“0秒”，檢修方式停車選擇“正常停車”，就地燈亮的方式選擇“用其燈亮”。

子菜單參數2設置：接上步，進入子菜單參數2設置，系統時間日期填入北京時間，啟停預警次數選擇3次。然后進入子菜單配置卡設置，選擇卡配置分別選擇CS1、SP、IO1、IO2，是否有效選擇“有效”，CS卡下位機數選擇“0”，是否與其他控制器聯系選擇“不聯系”。再進入主菜單中設備下的子菜單參數，選擇要設置的設備分別選擇破碎機、轉載機、前溜，是否有效選擇“有效”，連鎖的下設備號破碎機選擇“無”，轉載機選擇破碎機，前溜選擇轉載機，遠停菜單破碎機和轉載機都選擇所對應的閉鎖號，前溜不選擇。然后進入子菜單主電機，電機控制輸出點中破碎機、轉載機、前溜分別填入本設備先導所對應的I/O接口，啟動就緒輸入點中破碎機、轉載機、前溜分別填入皮帶、破碎機、轉載機反饋節點所對應的I/O接口，與急停閉鎖的關系前溜選擇CS1，破碎機和轉載機選擇無。

2.3 實際工作中的常用方式

集控方式：華寧KTC101共有集控、就地、檢修和點動4種方式，在實際工作中主要使用集控和檢修。生產過程中通常使用集控方式，三機是按照逆煤流啟動，順煤流停車的順序進行啟停；三機之間既有連鎖的下設備號保證控制順序，又有啟動就緒輸入點保證控制順序，從而更加有效地保證了設備之間的聯鎖，防止事故發生。

檢修方式：檢修過程中通常使用的檢修方式是可以單啟任何一臺設備，而不用考慮其他設備和其他的連鎖關系；即便有聯鎖設備不發揮作用，從而使檢修人員更加便利的檢修設備。

2.4 常見故障的處理方法

主控制器故障：①具體故障現象表現為，主控制器屏幕雖然有背景光，但沒有畫面，系統也不能工作。可能的原因是A5V電源模塊過流保護、損壞或主控模塊內部短路。對應的，可以先重新送電，如無效則更換該電源模塊；②系統雖然正常工作，但主控制器屏幕畫面陰暗，沒有背景光。可能的原因是，B5V電源模塊過流保護、損壞或主控模塊內部短路。此時，先重新送電，如無效則更換該電源模塊；③主控制器屏幕沒有背景光，沒有畫面顯示，系統也不能工作。可能的原因是，電源保險管損壞，5V電源模塊過流保護或損壞，顯示模塊損壞。此時，先檢查保險管，然后重新送電，最后檢查顯示模塊和兩個5V模快；④主控器中所有模塊都不在線。可能的原因是，A12V電源模塊過流保護或損壞，此時，先重新送電，不行就更換該電源模塊，最后檢查控制模塊；⑤主控器中單個模塊不在線，其他正常。可能是由于單個模塊插接有問題或故障，應重新插接或者更換該模塊；⑥主控制器顯示“故障或線路斷”，并且固定顯示部分電話數。可能的原因是，固定顯示電話號的后一臺閉鎖模塊損壞，或之間的電纜有問題；⑦主控制器顯示“故障或線路斷”，并且隨機顯示部分電話數。可能是由于某臺閉鎖電話或某條電纜4#、5#線短路，或18V電源模塊壞。此時，拿一終端從后向前，用逐個替換的方法找出故障點；⑧主控制器顯示終端電壓偏低，設備偷停。可能的原因是，18V電源模塊損壞，線路中18V正極短路或有虛短現象，或者終端故障；⑨主控制器不顯示終端電壓；解決方法：終端有問題，檢查并更換。

接觸器故障：①CS1總是在配置，可能是CS模塊虛接或故障，可以重新插接或者更換該模塊；②按鍵起設備時，控制器可以報警、起車，但接觸器不動作；應首先檢查接觸器是否損壞，如果正常，可能是控制設備的控制口損壞，可通過參數調整更換該設備的控制口，或者更換I/O模塊。

擴音電話故障：①故障現象—單個擴音電話能放音、不能送話。解決方法：檢查送話按鈕、話筒是否正常，如果正常檢查線路或者更換語音處理模塊；②故障現象—單個擴音電話送話聲音太小。解決方法：調整控制送話的可調旋鈕，然后檢查話筒是否正常，最后更換語音處理模塊；③故障現象—單個擴音電話能送話、不能放音。解決方法：檢查喇叭是否正常。如果正常檢查線路或更換語音處理模塊；④故障現象—單個擴音電話放話聲音太小。解決方法：調整控制放話的可調旋鈕，然后檢查喇叭是否正常，最后更換語音處理模塊；⑤故障現象—單個擴音電話既不能送話也不能放音。解決方法：檢查線路或更換語音處理模塊；⑥故障現象—沿線18V電源有電時，所有電話既不能送話也不能放音，停電時正常。解決方法：檢查連接電纜或閉鎖擴音電話中音頻線是否與18 V正極短路或虛接；⑦故障現象—沿線18 V電源有電時，所有電話均發出“噠、噠”的震蕩聲，停電時正常。解決方法：檢查連接電纜或閉鎖擴音電話中音頻線是否與數據線短路或虛接；⑧故障現象—沿線18 V電源有電時，所有電話均無故發出打閉鎖的聲音，停電時正常。解決方法：檢查連接電纜或閉鎖擴音電話中音頻線是否與閉鎖線短路或有虛短現象；⑨故障現象—通話分成兩部分不能互通。解決方法：檢查連接電纜或閉鎖擴音電話中音頻線是否斷路。

3 結語

華寧KTC101控制系統在神東公司綜采工作面的應用，極大提高了設備自動化程度，降低了機電事故的發生率，實現了安全生產，滿足了高產高效的要求。綜采隊檢修人員應該充分了解華寧KTC101控制系統的工作原理，做好維護保養工作，提高故障判斷能力，縮短故障處理時間，更好地為區隊的安全生產服務。