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ZTK(B) 矿用防爆提升机电控装置

使用说明书
本产品执行标准 GB3836-2000、Q/KC052-2009

唐山开诚电控设备集团有限公司 2009 年 4 月 28 日

矿用防爆提升机电控装置
1 概述 1.1 产品特点用途 ZTK(B)矿用防爆提升机电控装置(以下简称电控装置)是依据《煤矿安全规程》和 GB3836.4-2000《爆 炸性气体环境用电气设备 第 4 部分:本质安全型“i” 》的规定制造。该产品适用于煤矿井下有煤尘、瓦

斯爆炸危险环境中,主要用于完成提升机的运行控制、安全保护和行程监控。 电控装置以双 PLC 可编程控制箱为核心,安全可靠性高,控制功能和保护功能强,结构紧凑,使用维 护方便,故障率低等。装置中的转速传感器是 PLC 控制系统中的关健器件,用来完成提升机的速度与位 置测量,与双 PLC 控制系统构成“双线制”保护,大大提高了提升机电控装置的安全可靠性。 本产品执行标准 GB3836-2000、Q/KC052-2009《ZTK(B)矿用防爆提升机电控装置》 。 1.2 矿用防爆提升机电控装置应在下列条件下正常工作:

1.2.1 环境温度:0℃~+40℃ 1.2.2 相对湿度:≤95±3%(+25℃) 1.2.3 大气压力(80~106)kPa。 1.2.4 在有甲烷、煤尘爆炸性气体的煤矿井下中工作 1.3 型号 Z T K - (B) 设计序号 电控 提升机 装置 2 装置组成:见附录 A 3 主要技术参数: 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 控制箱额定输入电压:AC 1140V 或 660V 控制箱额定输入电流:≤30A 本安端口点数:108(含 20 个开关量输入点备用) 隔爆端口点数:114(含 40 路备用) 模拟量端口点数:32(含 11 路备用) 其中 PLC 模拟量输入点数:5 其中 PLC 模拟量输出点数:5

3.5.1 输入点数:23 3.5.2 输出点数:9

3.6 开关量端口点数:190 3.6.1 输入点数:131 3.6.2 输出点数:59 其中 PLC 开关量输入点数:79 其中 PLC 开关量输出点数:20
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3.11 控制箱与操作台的连接电缆长度不超过 20m,采用 MKVV-450/750 7×1.0mm 铜质电缆。 3.12 控制箱与传感器的连接电缆长度不超过 200m,采用 MKVVp-450/750 7×1.0mm 铜质电缆。 4 4.1 主要技术性能 基本性能
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4.1.1 电控装置的控制核心包含两套 PLC 系统和两套测速装置。其中一套 PLC 系统及测速装置用来完成提 升机的主控功能,另一套用来完成提升机的监控功能。两套 PLC 系统通过实时数据交换,完成相互监控。 两套 PLC 的开关量输入端口 79 个,开关量输出端口 20 个,模拟量输入端口 5 个,模拟量输出端口 5 个。 4.1.2 电控装置中的“安全回路”采用硬软件冗余设计和“双线制”设计。硬软件“安全回路”相互闭 锁,同时动作。重大故障如过卷、超速、限速、减速等采用多重保护。 4.1.3 电控装置具有半自动,手动和检修控制方式。能对提升机安全保护功能进行模拟测试。 4.1.4 电控装置具备提升机的行程监控(行程保护、位置控制)和速度监控(速度保护和速度控制)功能。 具备测速装置之间的相互监控。 4.1.5 电控装置满足《煤矿安全规程》规定提升机系统必须具备的各种保护功能。 4.1.6 电控装置能对调速系统实行速度控制与故障监控。 4.1.7 电控装置能实现与提升机信号系统之间的相互闭锁。 4.1.8 电控装置能满足提升机制动系统中工作闸与安全闸的控制与保护要求。 4.1.9 电控装置具备直接对提升机辅助设备如制动油泵、润滑油泵、主电机风机等的控制功能和供电、保 护功能。 4.1.10 电控装置具备与前级馈电开关的闭锁功能。 4.1.11 电控装置具有完备的显示功能。如对提升机的行程、速度、电机电流、电机温度、工作闸电流、 制动油压及各种故障与运行状态进行显示,还具有故障记忆功能及提升机速度、电流趋势图显示功能。 4.2 电气闭锁功能 4.2.1 手柄零位与安全回路联锁:只有制动手柄和主令手柄都在零位时,安全回路才能复位。 4.2.2 允许开车信号与提升机开车回路联锁:不发“允许开车”信号,提升机不能启动。 4.2.3 信号系统紧急停车与安全回路联锁:信号系统按下紧急停车按钮后,提升机实施安全制动。 4.2.4 液压站故障与提升机开车回路联锁:液压站出现过温等故障时,有报警显示,完成本次提升后,自 动锁定。 4.2.5 润滑站故障与提升机开车回路联锁:润滑站过压、欠压或过温时,有报警显示,完成本次提升后,

自动锁定。 4.2.6 主电机等设备过温时,有报警显示,完成本次提升后,自动锁定。 4.2.7 制动闸间隙超标时,有声光报警显示,完成本次提升后,自动锁定。 4.2.8 过卷方向与开车方向闭锁:提升容器过卷时,提升机只能向过卷的反方向运行。 4.2.9 安全回路与油泵电机闭锁:当发生安全制动时,制动油泵电机应自动停止运行。 4.2.10 当提升容器到达设计减速点时,有声光报警,并开始减速。 4.2.11 采用二级安全制动的闸控系统,当竖井提升重物时,提升容器在到达井口规定的距离内,解除二
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级安全制动,保持一级安全制动。 4.2.12 采用二级安全制动的闸控系统,当电网断电时能保持二级安全制动。 4.2.13 单绳双筒提升机在滚筒离合过程中,有防止事故跑车安全联锁。 4.2.14 斜井防跑车装置与安全回路进行联锁,防跑车装置故障时,提升机实施安全制动。 4.2.15 后备保护装置与安全回路进行联锁,后备保护装置故障时,提升机实施安全制动。 4.2.16 只有当提升系统中必要的辅助设备按顺序全部投入正常运行并且安全回路接通后,提升机才可能 运行。 4.3 安全保护功能 4.3.1 过卷保护:具有软件过卷保护和硬件过卷保护。过卷保护动作后实施安全制动。 4.3.2 等速超速保护:提升容器在等速段的速度超过最大速度的 15%时,实施安全制动。 4.3.3 减速限速保护:提升机在减速段应采用定点速度保护和连续速度保护,速度超过给定速度的 10%时, 实施安全制动。为防止高速过卷,具有井口 2m/s 点硬件保护;并应实施紧急安全制动。 4.3.4 转速传感器故障保护:提升机在运行时,当转速传感器产生的速度信号小于最低要求的设定值时, 产生转速传感器故障保护(就是“深度指示器传动失效保护”) ,实施安全制动。 4.3.5 错向保护:当提升机开车方向与实际运行方向不一致时,实施安全制动。 4.3.6 松绳保护:缠绕式提升机在钢丝绳松弛时,松绳保护装置动作后,实施安全制动。 4.3.7 钢丝绳打滑保护:摩擦式提升机,当钢丝绳的速度与摩擦轮的速度相差一定值后,应先进行电气制 动,当速度降到低速值以下时实施安全制动。 4.3.8 满仓保护:箕斗提升的井口煤仓仓满时,应先进行电气制动,当速度降到低速值以下时实施安全制 动。 4.3.9 液压站油压过高保护:液压站油压过高时,应先进行电气制动,当速度降到低速值以下时实施安全 制动。 4.3.10 液压站残压过高保护:液压站残压过高时,应实施安全制动。 4.3.11 传动系统故障保护:当变频器故障时(如过压、欠压、过载、短路、缺相等)进行硬件安全回路 保护;当发生电机过流、堵转、运行时无转矩输出等现象时,进行软件安全回路保护。当传动系统发生硬 软件安全回路保护时,实施安全制动。 4.3.12 离合器失效保护(双滚筒提升机) :双滚筒提升机在正常工作状态时,发生离合器脱开现象,实施 安全制动。 4.3.13 速度差保护:当两台转速传感器产生的速度信号相差一定值时,实施安全制动。 4.3.14 减速功能保护:当提升容器到达设定的减速位置时,能自动减速和报警。 4.3.15 交流供电电源断开时,实施安全制动。 4.3.16 操作台具有紧急停车按钮,并与硬件安全回路直接连接。 上述保护中, 4.3.1、 4.3.2、 4.3.3、 4.3.14 四项具有两套独立的保护装置, 其中 4.3.1、 4.3.2、 4.3.3 保护节点分别接入不同的安全回路。 4.3 电控装置工作原理
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依据行程开关、压力传感器、转数传感器等传到可编程控制箱的工作状态,操作台控制 PLC 可编程控 制箱按事先输入的提升机控制程序控制提升机的开停、保护和联锁。 5 安装与接线

5.1 电控装置应安装在无淋水、滴水、无剧烈振动、冲击的地点,并注意远离发热体。安装使用条件符合 1.2 要求。 5.2 电控装置的各个组成设备在出厂前已装配调试合格, 用户不得随意更改其防爆结构、 本安与电气参数, 以确保本产品的防爆性能、电气性能和本安性能。并严格执行设备之间的配套使用,用户不得随意与非关 联设备连接。 5.3 电控装置的组成设备外壳明显处设置防爆标志牌 Exd[ib]I、ExdI、ExibI;安全标志牌 MA 和“严禁带 电开盖”警示标牌。 5.4 安装前准备工作: 5.4.1 按照电控厂家或设计院提供的电缆表购买相应规格型号和耐压等级的电缆,如动力电缆,控制电缆 等。煤矿井下电缆要求全部采用阻燃电缆,控制电缆要求采用多股软铜线电缆。动力电缆(如 6kV,660V, 1140V)要求采用带接地线和屏蔽层的铜芯电缆。 5.4.2 安装人员必须熟悉“绞车电控系统电路图”和“绞车电控系统外部接线图” 。了解各个设备之间连 接电缆的规格型号、耐压等级和长度。 5.4.3 准备好电缆标牌,导线套管,写号笔和各种常用工具。 5.5 设备布置与接地: 电控装置应安装在干燥、通风、无腐蚀性气体的室内。最好能放在高出地面的水泥平台或钢支架上。 设备后面要距墙面保持大约 0.5-1m 的距离,设备之间也要保持大约 1.5m 以上的距离,这样便于散热和走 线。主回路设备和控制设备之间的距离应尽可能远一些,避免产生干扰。 绞车电控系统应单独建立一个接地极, 接地电阻要求小于 1 欧姆。 接地母线可以采用厚度不小于 4mm、 截面积不小于 100mm?的镀锌钢板或扁铁。 各电控设备外壳可采用截面积不小于 25mm?裸铜线直接连到接地 母线上。该接地母线与系统动力部分的接地线都应直接连到接地极上。由接地极再与整个接地网相连。 绞车电控系统要求采用单独一台变压器(T)和馈电开关(Q)供电。 5.6 电缆敷设,接线:

5.6.1 敷设电缆时必须遵循以下原则: 1)电控装置主回路电缆应采用带接地线和屏蔽层的动力电缆,接地线应可靠接在所连设备的接地端子 上,屏蔽层也应在每个连接处可靠接地。 2)电控装置主回路电缆与系统中其它电缆平行敷设时应保持 0.5m 以上的距离。严禁与通讯线,瓦斯检 测装置和检测线及一些电子仪器仪表等在同一巷道,同一地方相邻。 3)电控装置中所有模拟量信号电缆均采用屏蔽电缆,电缆屏蔽层要求在信号接收端单端接地。轴编码器 的连接电缆要求采用屏蔽绞合电缆,电缆屏蔽层应两端接地,另外电缆从安装处到电缆沟或电缆架之间要 求穿钢管过渡,防止电缆被损坏。 4)电控装置设备之间连接电缆的两端必须要挂电缆标牌,在标牌上要注明电缆编号、起点、终点、规格
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(总芯数和已用芯数)。 5)、防爆设备电缆都是通过接线咀进入箱体的,一定要选择与电缆外径相匹配的胶圈和线咀走线。 5.6.2 接线时应注意以下几点: 1)动力电缆接线时,剥裸的线头的长度与压线板的宽度应基本一致。控制电缆的裸线头的长度应与所连 端子板的宽度基本一致。 2)每个端子上最多只能压两条线,若多于两条时,应通过空余端子转接。 3)两条电缆接头时必须要经过防爆接线盒进行连接。 5.7 转速传感器的安装: 5.7.1 安装位置:理想的安装位置是滚筒轴端一个,电机轴端一个。 5.7.2 安装:转速传感器如果安装不同心,不仅容易损坏,而且给 PLC 的脉冲信号也可能不准确。因此要求 采用软连接。比较理想的软连接是用软的电缆胶皮连接,但必须绑扎结实,否则容易打滑,造成计数误差。 电缆胶皮时间长了易老化,应注意及时更换。 6 使用与维护: 6.1 本电控装置所有外壳应可靠接地。 6.2 电控装置在使用和维护时,不得改变其组成设备的本安电路和与本安电路有关联的电气元件

的规格型号和参数。电控装置在维修时必须断电后方可开盖。
6.3 电控装置只能与说明书规定的设备连接使用,与其他设备连接时,须经防爆检验。 6.4 电控装置各本安传感器与关联设备之间的连接导线长度小于 200m,分布电感≤1mH/km,分布电容≤ 0.1uf/km。 6.5 按电控装置各组成设备的使用说明书进行使用与维护。 7 设备装箱清单 a) 矿用提升机电控装置一套 b) 装箱清单一份 c) 防爆合格证一套 d) 安全标志证一套 e) 产品出厂检验合格证一份 f) 产品使用说明书一份 8 故障分析与解决方法 故障现象 转速传感器断线 故障: 主要原因 转速传感器安装松动或脱 落; 重新安装; 重新固定线或换线; 检查电源或更换; 更换转速传感器。
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解决方法

PG1(PG2)故障; 连接线松动、脱落或断线; 位置偏差大; 速度偏差大。 24V 供电电源不正常; 转速传感器损坏。

运行时某一方向 或正反向一直加 不了速 运行时工作闸线 圈没有信号

手动速度给定回路分压电 位器(RP1,RP2)一个或两个 损坏。 工作闸给定回路分压电位 器 RP3 损坏; 闸控板损坏。

按要求更换分压电位器。

闸控板输入端没有信号时更换 RP3; 闸控板输出端没有信号时更换闸控板。 检查同步开关安装位置是否有变;是否接触了金属 物体; 检查同步开关连线; 更换开关。

一发信号或一开 车数字深度指示 器指示值就跳到 同步值 一开车就跳安全 电路, “变频器 报 故障”

同步开关接近或接触了金 属物体; 开关连线断或极性接反; 同步开关损坏。

变频器工作不正常

根据变频器操作面板指示的故障信息分析处理

9. 电控装置电气连接框图:见附录 B

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附录 A 防爆提升机电控装置组成

序号 1

名称 矿用隔爆兼本安型可 编程控制箱 矿用本安型提升机电 控操作台 矿用隔爆型显示屏 矿用本安型转速传感 器 矿用本质安全型行程 开关 矿用本安型压力传感 器 矿用本质安全型接近 开关





防爆类型

煤安证号 正在申办中

防爆证号 正在申办中

持证单位 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司 唐山开诚电控设备 集团有限公司

KXJ-222-30/1140(660)

Exd[ib]I ExibI ExdI ExibI ExibI ExibI ExibI

2

TH24

正在申办中

正在申办中

3

PB-2

正在申办中

正在申办中

4

GSG1000

MFB040033

1094026

5

KHX24

MAD090715

1094395

6

GPD10

正在申办中

正在申办中

7

KHJ-1

MAD090605

1094221

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附录 B 电控装置电气连接框图

唐山开诚电控设备集团有限公司
地址:河北省唐山市高新技术开发区火炬路 183 号 电话:0315-3173850 3173853 3208349 传真:0315-3208350 邮编:063020 网址:WWW.EKAICHENG.COM E-mail:Kaicheng@ekaicheng.com


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