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架空乘人裝置電控裝置安全運行管理

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湘潭市恒欣實業有限公司
架空乘人裝置
電控裝置安全運行管理
主講人:劉丹
聯系方式:0731-55672666-8006
郵箱地址:xiao12666163.com
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要點
1電控裝置的控制原理及組成
2電控裝置的安裝與調試
3電控裝置的日常維護與管理
4電控裝置的常見故障處理與分析
5電控裝置的安全運行注意事項
 nt 2002.2019 Aspose Pty Lid
電控裝置的控制原理及組成
控制原理
煤礦架空乘人電控裝置(以下簡稱電控裝置)采用
PLC可編程控制器與CAN總線通訊(即就近采集安全保護
信號,再轉換成數字信號通過總線傳輸給PLC),相比傳
統的點對點控制方式(即所有的安全保護檢測都是直接輸
入到PLC的輸入端),既節省了煩瑣的控制線路,又能更
準確、安全、快捷地控制架空乘人裝置的啟停;通過音
頻總線,機頭控制室可與機尾以及巷道沿線進行打點、
通話以及語音報警,提高架空乘人裝置的安全性能。
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電控裝置的安全保護——人身安全保護
機頭、機尾越位保護
欠速、過速保護
重錘下限位保護
全線緊急停車保護
變坡點掉繩捕繩停車保護
尾輪極限位置保護
機頭、機尾乘人間距控制保護
防逆行保護
驅動輪打滑保護
鋼絲繩抓捕控制保護
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電控裝置的安全保護—機械設備安全保護
減速機油溫保護
工作(高速閘)、安全(低速閘)制動動作失效保護
低速制動油壓保護
電機外殼溫度保護
驅動電機電流、電壓保護
減速機油位保護
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電控裝置的主要功能
1運行控制
a雙PLC控制,實現一用一備,確保裝置的正常運行。
b連續、間斷、檢修多種運行方式選擇。
c按實際運行狀況進行參數設定調整。
d開車前30秒預警提示。
2信息顯示
a10.4寸液晶顯示屏顯示架空乘人裝置運行參數、運行狀
態、運行故障等內容。
b3寸液晶顯示屏顯示各類通訊信息(打點、通話、報警、
音樂播放)。
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電控裝置的主要功能
3報警功能
采用語音和漢字同步顯示的報警方式。
4通訊功能
機頭機尾與巷道沿線互打點、互通話。
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電控裝置的組成
PLC控制箱
操作臺
信號控制箱
of F. Copyright20022019 Aspose Pty Lid
LC控制箱的內部組成
模擬量
三菱PLC232通訊模塊輸入模塊隔離模塊
非安接口板本安接口板
西門子PLC數字信號板開關電源本安輸出模塊
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操作的內部組成
觸摸屏
開關量B板
開關量A板
操作臺接口板
MP3模塊
通訊主板
顯示按鍵板
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信號控制箱的內部組成
顯示按鍵板
通訊機板
信號控制箱
接口板
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電控裝置的組成
跑偏傳感器轉速傳感器溫度傳感器電流電壓
傳感器
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電控裝置的組成
握恒欣手
永遠是朋友
漢字顯示屏
聲光報警器
穩壓電源
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電控裝置的結構
尾
機頭
巷道沿線
 AC127V
 AC127V
 AC127V
CAN總線
音頻總線
!音頻總線
音頻總線
輸出設備停
RS422顯示信號
CAN總線2
CAN總線
CAN總線2
4路本安電源
沿線對講通訊
C380/660/1140
機尾保護
機頭保護
 ACI27V
 AC127V
沿線急停保護
 AC127V
漢字滾動顯示
機頭下車點語音提示
機尾下車點語音提示
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電控裝置的安裝與調試
安裝前注意事項:
1、檢查自備清單及發貨清單,核實電氣配件是否齊全。
2、檢查PLC控制箱、本安操作臺及電氣配件在運輸途中是否有損
傷,開箱檢查內部零配件是否完整無損。
3、檢查磁力啟動器的型號、規格、參數和功能是否與設計圖相
符,是否具有有效的安標證、防爆證和生產許可證(磁力啟動器內
部線圈電壓選擇應與供電電網電壓相符)。
4、詳細查看電氣安裝圖、接線圖及各種主要電控設備電氣原理圖。
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電控裝置的安裝與調試
電控裝置安裝與調試:
1、根據現場情況確定PLC控制箱、操作臺、磁力啟動器、饋電開關
的安裝位置,所有設備的接地點都必須與接地極相連。
2、電控裝置的安裝處要防水、防潮和無腐蝕性氣體,且應安裝在
驅動裝置附近,以保證值守人員在猴車操作過程中實時觀察驅動裝
置運行情況,其中PLC控制箱與驅動裝置的安裝距離應≤10m;plC
箱與操作臺之間的有效安裝距離應≤10m;Pl箱與轉速傳感器、溫
度傳感器、電流電壓傳感器的有效安裝距離應≤30m;信號箱、顯
示屏、報警器與電源箱的有效安裝距離應≤10m
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電控裝置的安裝與調試
電控裝置安裝與調試:
3、根據現場情況確定各電氣保護支架的安裝位置,再固定電氣設
備
4、信號電纜的布線和各種電氣接線
4.1各類檢測或保護傳感器的安裝和調整應視現場情況而定。
4.2在布線之前將信號電纜里的每根信號線對應接線圖進行編號標
識,防止錯接、反接。
4.3CAN總線的連接
電控裝置中CAN總線必須按照電控裝置的電氣原理接線圖連接,
CAN總線短接、漏接、錯接會造成CAN總線通訊異常,從而導致
設備不能正常運行。
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電控裝置的安裝與調試
電控裝置安裝與調試:
4.4音頻總線的連接
電控裝置中音頻線必須按以下要求進行連接,否則當語音告警或
播放音樂時將會產生雜音、噪音或者音質達不到理想效果。
a)當巷道中安裝有音箱或通訊機時,音箱或通訊機中音頻總線的
BUS+和BUS-必須與操作臺的音頻總線的Bus+和BUS對應連
接,同時將音頻總線中已斷開的屏蔽層進行短接;
b)機尾信號控制箱中音頻總線的BUS+bS與沿線音箱或通訊
機相對應的接線端子連接后,音頻總線中的屏蔽層懸空或接在空端
子上;
c)操作臺中音頻總線中的屏蔽層接操作臺外殼地。
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電控裝置的日常維護與管理
1當電控設備和部件的使用環境相對濕度超過95%(+25℃)
時,應對電氣設備和元件進行特殊處理,如加外箱隔離潮濕,
并在箱內放置足夠量的干燥劑,以使電控裝置使用環境內的
相對濕度不超過95%,做到一周至少更換一次干燥劑;用戶對
巷道進行降塵處理時,請勿直接對電氣設備噴水或灑水。
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電控裝置的日常維護與管理
2每天檢修時間,動作各種保護開關,查看監控顯示屏上
是否有相應的故障顯示,語音、聲光信號是否正常,操作臺
的操作按鈕動作是否有效,檢查系統工作電壓是否在AC127V
(75%~110%)的范圍。
月度維護時,檢查易損件是否需要更換,電控系統的
接地、防潮、防塵處理是否有效,各種電纜線路是否有破損。
電控裝置的日常維護與管理
定位銷
托輪組件
測速扳
速度傳感器探頭
圖1手動測速裝置
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電控裝置的日常維護與管理
3嚴禁帶電開啟電控裝置或維修電控裝置,且進行裝置維修
的人員必須是專業電氣維修人員,否則,將會造成乘人裝
置損壞和人身安全傷害。
4操作人員須離開崗位查找故障時,必須按下操作臺上的
“急停、禁啟”按鈕,掛上“故障檢修,禁止啟動”的警示牌,
并向上級主管部門報告。
當對系統進行全面檢修時,必須斷開總電源開關,掛上
“設備檢修,禁止合閘”的警示牌,并派專人監護。
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電控裝置的日常維護與管理
5對于長期未使用的設備,必須經過生產廠家工程技術人
員進行全面檢查和重新調試合格后,才能重新投入使用。
6電控裝置需根據國家規定的煤礦井下架空乘人裝置要求
定期進行檢查,如果發現問題應及時處理,不能讓電控設備
帶故障工作。
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電控裝置的常見故障處理與分析
常見故障分類:
模擬量檢測與顯示異常
架空乘人裝置啟停控制失效
音頻輸出異常
液壓驅動速度控制異常
變頻器干擾
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一、模擬量—溫度、電機電流、電機電壓、油
壓檢測與顯示異常
1.故障現象描述:
減速機油溫實際為20°,而操作臺觸摸屏上顯示為0°。
2.電氣原理說明(見圖1)
模擬量輸入模塊通過PLC控制箱本安接口板采集減速機溫度
信號(DC1~5mA),并將其轉換成CAN信號通過開關量隔離模塊
的232轉換模塊、232BD通訊模塊傳送給c進行處理,PLC將處
理后的溫度顯示信息通過開關量隔離模塊上的R422模塊和C
控制箱本安接口板發送給觸摸屏進行實時顯示。
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操作臺
觸摸屏
PLC控制箱
溫度本安模擬量開關量232
傳感器接口板輸入模塊隔離模塊通訊模塊PLC
圖1故障分析流程圖
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3.故障排查分析:
第一步:
檢查溫度傳感器與PLC控制箱的連接線是否正確,連接是否可靠。
第二步:
檢查減速機溫度信號端與電源地端的電壓是否在DC1~5V之間,若小
于DCV則為溫度傳感器故障。
第三步:
若上述檢查均正常,則觀察模擬量輸入模塊指示燈,見圖2,若模
擬量的本安12V電源指示燈不亮,檢查12V供電回路;
若本安與非安模擬量數據發送燈不閃爍時,模塊故障;
若模擬量CAN數據指示燈每隔四秒閃爍一次時,模擬量的CAN總線故
障,檢查模擬量的CAN總線接線回路。
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非安24電源指示
模擬量CA數據指示燈,頻繁閃爍,發送大量數據;當CA
燈
總線斷或出錯時,指示燈每隔4秒亮一次
非安模擬量數據
發送指示燈,每
1秒閃爍1次
模擬量據發送燈
頻閃爍若不,w-adC7-7-V1.6
本安12V電源
指示燈
模塊故障
013-01-0-d
圖2模擬量輸入模塊
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二、架空乘人裝置啟?？刂剖?
1.故障現象描述:
1.1選擇在“運行”檔、連續運行方式,無任何故障,猴車自動
停車,觸摸屏運行界面無運行指示。
1.2猴車無故障顯示但無法啟動,偶爾卻又可以啟動。
2.電氣原理說明(見圖3)
信號控制箱的停止按鈕信號(常開觸點)通過顯示按鍵板處
理,轉換成串口(TXD、RXD)信號發送給通訊機板,通訊機板將
其串口信號轉換成CAN信號接至通訊機接口板的CAL和CANH端
子,發送至CAN總線上,經過CAN總線傳送至機頭PLC,從而控制
猴車的停車。
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電源箱
 AC127V
12V/5V電源
信號控制箱
 CAN
總線
停止按鈕顯示按鍵板
通訊機板
接口板
圖3故障分析流程圖
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3.故障排查分析:
第一步:
檢查系統供電電源AC127V是否存在一定的波動,允許波動
范圍是75%~110%,若供電電源波動較大則會造成電控系統因
電壓不穩而停機;同時檢查操作臺和信號控制箱的ib5V和
ib12V工作電壓是否在正常范圍內(5V工作電壓不低于3.3V,
12V工作電壓不低于9V)。
第二步:
檢查操作臺及巷道沿線所有信號控制箱的停止按鈕觸點是
否有效,是否存在因巷道環境潮濕導致停止按鈕觸點接觸不良
的現象。
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第三步:
檢查通訊機板上CAN數據指示燈閃爍是否正常:當通訊機
板設置為通訊機時,CAN數據指示燈間隔16秒閃爍一次;當通
訊機板設置為節點箱時,CAN數據指示燈間隔4秒閃爍一次,
見圖4;如果CAN數據指示燈在不斷的閃爍,則表示CAN部分損
壞,通訊機板有可能亂發停止信號,需更換通訊機板。
 It 2002 2019 Aspose Pty Lid
12V電源
繼電器
指示燈
工作指
示燈
保護動
本地音
作指示
量調節1
燈
話筒音
量調節1
5V電源
指示燈
功放指
示燈
CAN數
話筒音量
據狀態
調節2
指示燈
本地音量
調節2
圖4通訊機板
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三、音頻輸出異常
1.故障現象描述:
按下“急停禁啟”,觸摸屏故障顯示界面有“急停禁啟
按下”故障顯示,但操作臺無故障報警聲音。
2.電氣原理說明(見圖6)
通訊主板接收到從CAN總線上發來的語音報警指令后進行
相應處理,控制喇叭進行語音報警。
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12V本安電源
5V本安電源
操作臺
08
CAN總線
通訊主板
喇叭
圖6故障分析流程圖
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3.故障排查分析
按下“急停禁啟”,觸摸屏故障界面有“急停禁啟按下”故
障顯示,則說明“急停禁啟”控制回路無故障,故障點在音頻
控制回路上。
第一步:
觀察通訊主板(見圖7)上的5V電源指示燈、12V電源指示
燈是否常亮(5V工作電壓不低于3.3V,1V工作電壓不低于9V)
,若電源指示燈閃爍,則代表工作電壓過低,應加粗PLC控制箱
與操作臺電源的連接線,也可縮短PLC控制箱與操作臺連線的距
離,建議距離小于5米。
c接收發
送狀態指示燈
報警芯片工
工作
指示燈
作指示燈
功放報警
指示燈
5電源指示
本地音量
總線音
調節
量調書
報警、通話電話
總音量調節
圖7通訊主板
第二步:
若電源指示燈均正常,則觀察CAN接收、發送狀態指示燈
在“急停禁啟”按鈕按下的瞬間是否閃爍一次,當沒有接收或
者發送CAN數據時,CAN接收、發送狀態指示燈不斷的閃爍可
判斷CAN部分損壞或CAN通訊回路故障,則需更換通訊主板或檢
查CAN通訊回路的連接線是否正常;如果CA數據狀態指示燈間
隔16秒閃爍一次則表示正常。
第三步:
若CAN接收、發送狀態指示燈顯示正常,則觀察標識為4、
5、7的繼電器工作指示燈是否處于常亮狀態(其他指示燈處于
常滅狀態),若標識為4、5、7的繼電器工作指示燈未亮,則
可判斷繼電器無工作,則更換通訊主板。
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第四步:
若繼電器均工作正常,則觀察報警芯片工作指示燈在“急
停禁啟”按鈕按下后是否常亮,若未常亮,則可判斷為通訊
主板故障;
第五步:
若報警芯片工作指示燈工作正常則觀察功放指示燈在
“急停禁啟”按鈕按下后是否常亮,若未常亮,則可判斷為
通訊主板上功放板故障;
第六步:
檢查通訊主板上功放板上本地音量調節電位器的調節是否
合適,順時針旋轉為音量調小,逆時針旋轉為音量調大,此
可調電位器為微調電位器,需要旋轉多圈。
第七步:
檢查通訊主板上報警音量調節電位器的調節是否合適,順
時針旋轉為音量調小,逆時針旋轉為音量調大,此可調電位
器旋轉角度為一圈。
第八步:
若調節了通訊主板上本地音量和報警音量調節電位器,
報警聲音均沒有,則檢查通訊主板與喇叭的連接線是否正
常,或用萬用表檢查喇叭的電阻值是否為4Ω,若大于4Ω或
小于4則可判斷喇叭故障,若喇叭正常則可判斷為通訊主板
故障,需更換通訊主板。
四、液壓驅動速度控制異常
2DA模塊
 PLC1
隔離模塊
接口模塊
0-10V
 PLC2
隔離模塊
速度傳感器
比例放大器
0-800mA
非安接口模塊
電磁閥
電機
0-800mA
控制
控制
液壓系統
圖8液壓驅動速度控制流程圖
 2019 Aspose Pty Lid
4.1運行速度達不到設定值
1.故障現象描述:
速度運行設定值為1.2米/秒,但啟動運行后速度值到0.8米/
秒就不再往上升了。
2.故障分析:
電控系統采集速度傳感器的信號,經PLC處理后輸出0~4000的
數字量給2DA模塊,2DA模塊將數字量轉換成DC0~10V的電壓信號
傳給比例放大板,比例放大板將接收到的DCO~10V變化電壓信號
轉換成DC0~800mA電流信號傳給液壓系統,液壓系統根據變化的
電流信號進行速度控制,從而實現速度調節的目的。
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3.故障排查思路:
第一步:
當速度未達到設定速度而不能上升時,用萬用表測量PLC控制
箱非安接口板上比例溢流閥控制信號線上的電壓或電流能否緩慢
上升,其電壓變化范圍是DCO~10V,電流變化范圍是DC0~800mA
如果電壓不能上升說明控制比例溢流閥的比例放大板限制了
最大輸出電流,調節比例放大板輸出電流上限控制電位器的阻
值,具體見圖9。
電源指示
最大電流調節電位器
順時針電流調大
圖9比例放大板
第二步:
如果調節比例放大板電位器的阻值后輸出電壓能上升,則
電控系統無故障,需檢查液壓系統速度控制部分(液壓系統
速度控制部分的排查方法詳見液壓故障排查方法)。
第三步:
若調節比例放大板電位器的阻值后輸出電壓不能上升,則
用萬用表測量2DA模塊的輸出電壓是否上升(其電壓變化范圍
在DC~10V),若電壓能上升,則可判斷為比例放大板故
障,需更換比例放大板;如果2DA模塊的輸出電壓不能上升,
則可判斷為2DA模塊故障或PLC程序故障。
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4.2運行速度不穩,時快時慢
干擾
速度
鋼絲繩
設定值
0800mA比例
馬達驅動運行速度
溢流閥
→液壓泵
總成
速度
檢測值
速度傳感器檢測
圖10故障分析流程圖
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1.故障現象描述:
速度設定值為1.2米/秒,但實際運行后速度顯示值不
能穩定在1.2米/秒,在1.0米/秒到1.3米/秒之間跳動。
2.故障分析:
液壓猴車速度控制采用的是閉環控制,是一種根據速
度檢測值來校正速度輸出值的控制方式,它是在速度檢測
值與速度設定值發生偏差時,按程序設定的速度調節幅度
來進行糾正,使速度輸出值盡量接近速度設定值。
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3.故障分析思路:
第一步:
在停車狀態下檢查速度檢測裝置,檢查速度檢測輪上的磁
鋼是否完整,確保速度檢測輪上是否有0個磁鋼;轉動檢測
輪,觀察每個磁鋼經過速度傳感器探頭時,速度傳感器上的信
號燈是否會亮起,具體見圖10,如果有不亮,則調整速度傳感
器與磁鋼的距離或檢查磁鋼是否N極朝外;檢查速度檢測輪與
鋼絲繩是否是有效的接觸,運行中是否有鋼絲繩跳動的現象。
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信號指示燈亮
磁鋼
防護等級:54
立
圖10速度傳感器檢測示意圖
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第二步:
如果速度檢測裝置正常,則啟動猴車在速度不穩時觀察驅
動部分,驅動輪與鋼絲繩是否有打滑現象。
第三步:
如果驅動輪與鋼絲繩沒有打滑現象,則啟動猴車在速度不
穩時觀察液壓站上的補油油壓是否正常,補油油壓出現不正常
的擺動,就有可能引起速度不穩(補油油壓不正常的排查方法
詳見液壓故障排查方法)。
第四步:
如果補油油壓正常,則檢查液壓系統速度控制部分(液壓
系統速度控制部分的排查方法詳見液壓故障排查方法)。
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五、變頻干擾
1.故障現象描述:
當架空乘人裝置配置有變頻器時,電控系統上電22秒鐘
后,系統故障提醒“操作臺開關量CAN總線通訊中斷”。
2.故障分析:
一方面:變頻器的輸出部分一般采用IGBT等開關器件,在
輸出能量的同時將在輸出線上產生較強的電磁輻射干擾,影響
周邊電器的正常工作。
電磁輻射干擾使經過變頻器輸出導線附近的控制信號、
檢測信號等弱電信號受到干擾,嚴重時使系統無法得到正確的
檢測信號,使控制系統紊亂。
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另一方面:變頻器的整流電路和逆變電路中普遍使用了晶閘
管或者整流二極管等非線性整流器件,當變頻器運行時,它
要進行快速開關動作,因而產生高次諧波,其產生的諧波對
電網將產生傳導干擾,引起電網電壓畸變,影響電網的供電
質量,同時對變頻器電源側和輸出側的設備會產生影響。
一
整流部分
儲能環節
逆變部分
M
流
直流
直流
交流
控制系統
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3.故障分析思路:
為防止干擾,可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中,硬
件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施,一般從抗和防兩方
面入手來抑制干擾,其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾
對系統的耦合通道、降低系統對干擾信號的敏感性,具體可采
用接地、屏蔽、隔離、濾波等方法。
第一步:
檢查設備是否有效分開接地。將饋電開關、PLC控制箱、變
頻器、變頻電機等分開接地。
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第二步:
檢查連接線是否有效屏蔽,屏蔽層是否有效接地。
PLC控制箱對變頻器的信號控制線(RS485通訊信號、
模擬量信號)應采用雙絞屏蔽電纜線連接,連接距離應小于
20米(若當變頻器與PLC電控系統的安裝距離大于20m時,
在變頻器的輸出側增加輸出濾波電抗器),屏蔽層應單端接
PLC控制箱的外殼地;控制線的露出線頭盡量短,特別是未
屏蔽的部分。
變頻電機的動力線采用煤礦變頻裝置用金屬屏蔽橡膠電
纜連接,屏蔽層單端接變頻器的外殼地。
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第三步:
檢查電纜的是否連接是否正確。
主要檢查動力電纜的連接:交流電源→饋電開關→濾波電
抗器輸入→濾波電抗器輸出→變頻器輸入→變頻器輸出→電
機,其中變頻器與電機的連接動力電纜長度應小于20米。
屏蔽層
屏蔽雙絞線
PLC控制箱
屏蔽層
 +PE4
交流電源
饋電開關濾波電抗器變頻器
M
 PEI
 +PE2
 -PE3
變頻裝置用金屬屏蔽電纜
說明:PE1、PE2、PE3、PE4為單獨的地。
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第四步:
檢查變頻器輸入、輸出動力線上是否串接磁環(動力線在
磁環上一般繞2~3圈),變頻器內部是否采用隔離變壓器。
第五步:
若上述檢查符合要求,但是都干擾仍然不能消除,則需
降低變頻器的載波頻率(在變頻器內部參數調整時有一個載
波頻率參數調整,一般在變頻器出廠時已經設置好,我們不
要隨意修改,一般只能由變頻器廠家的技術員去調整,因為
載波頻率低時,能夠降低諧波輸出,有抑制干擾的作用,但
其輸出波形質量差,性能不穩定;載波頻率高時,GBT的發
熱會增加,其諧波輸出增大,但輸出波形好,性能穩定)。
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電控裝置的安全運行注意事項
1嚴禁對電控裝置的任何部位進行修改或使用其他公司
直供的電氣設備配件,否則,將會造成設備損壞,影響
設備運行。
2電控裝置的“檢修”檔僅限在專業電氣操控人員配合乘
人裝置檢修人員進行設備檢修時使用(不能少于2人),
嚴禁在“檢修”檔時運送非檢修人員和非檢修物資,否
則,將會造成乘人裝置損壞和人身安全傷害。
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電控裝置的安全運行注意事項
3當發生安全保護項目的故障未排除時,嚴禁按下“故障
復位”按鈕,否則,將會造成電控裝置損壞和人身安全傷
害。
4當PLC程序控制失效時,禁止使用磁力啟動器直接控制
設備啟停,否則,將會造成電控裝置損壞和人身安全傷害。
5當安全保護不齊全時,禁止啟動架空乘人裝置,否
則,將會造成電控裝置損壞和人身安全傷害。
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祝谷位領導、專家
事業恒欣,生活恒旺!
A
謝謝!

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