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煤矿矸石山操车电控系统的工作原理

煤矿矸石山操车电控系统的工作原理

点击数:7507 次   录入时间:03-04 11:58:09   整理:http://www.55dianzi.com   其它电器-设备

  电路基本组成
  
  该控制电路见附图,主要有以下两个部分组成。

  1.高压部分
  (1)隔离开关GK(250A)。型号为HH15P-250/3,为AC380V进线总开关。

  (2)空气开关QK1、QK2、QK3、QK4,分别串接于两个油泵电机M1、M2和加热器DR、变压器BK300的电源回路中,目的是方便分断各部分电源,同时具有过流保护作用。

  (3)过流继电器1RJ、2RJ,分别串接于油泵电机M1、M2回路当中,起过流保护的作用。

  (4)真空接触器主触头K1、K2、K3,分别用于对油泵电机、加热器的启停控制。

  2.低压部分
  
  (1)变压器BK-300(150VA)。该变压器输入380V、输出220V和24V两路交流电压为开关电源、温控器、PLC、交流接触器K1、K2等供电。其初级回路串接了一只4A瓷封装保险1RD,当变压器负荷侧有短路时保护变压器不被损坏。

  (2)可编程控制器PLC。该电控系统采用三菱小型PLC作为控制部件,型号为FX1N-40MR,其内部共编制了100多步梯形图程序来实现整个电路的核心控制,只需在它的外围接上简单的按钮就可实现复杂的操作。该PLC共有输入端子(X000-X027)24点,输出端子(Y000-Y017)16点,输入输出均留有备用端口。PLC控制系统弥补了传统继电器控制系统接线繁杂、可靠性差、体积大、耗能多、故障率高等缺点。

  (3)开关电源S-350-24。该开关电源输入220V的交流电压,输出24V的直流稳定电压为中间继电器、电磁阀和工作状态指示灯供电。

  (4)中间继电器MY4NJ。该控制电路共有7个小型继电器(1J~7J),直接受控于PLC,继电器输出触点控制各部件的电磁阀,起到承上启下的作用,是关键器件,也是易损件,由于电磁阀所需驱动电流较大(2A),且工作频繁,常常会造成继电器的触点被烧蚀而接触不良。

  (5)交流接触器K1、K2、K3。供电电压为A(124V,分别受控于继电器1J、2J和温控器的常开触点,其主触头分别串接于油泵电机M1、M2和加热器DR的供电回路当中,用于对它们的开关控制。

  二、操作面板及工作原理分析
  
  1.按钮
  
  操作台上共有11个操作按钮1SA~11SA,这些按钮均接于PLC(X0~X12)输入端,其触点通断作为输入开关量信号使用。PLC输入端(X13~X17)还接有5个磁性传感器1XK~5XK作为信号输入,用于在手动状态下提供各个部件的到位情况。

  紧急停车按钮TA的作用:当TA被按下时,常闭触点断开,切断PLC220V的供电,使PLC的所有输出均断开;常开触点闭合,继电器8J得电吸合,8J的常闭触点断开,切断电磁阀和其控制继电器的DC24V供电,整个电路不能工作。由于切断了所有负荷的供电电源,避免PLC损坏造成失控而引发的事故。

  2.工作原理分析
  
  该操车工作原理较为简单,因其所有控制均集成于PLC内部程序中,只需了解其端口基本功能,根据外围接线进行分析即可。

  (1)手动状态和检修状态的区别手动状态:PLC在这种状态下将根据传感器给定的信号来顺序执行各种部件的动作,并到位自停。即在手动状态下,各部件是相互制约的,如果其中之一发生故障,将会导致其他各部件不能正常动作。比如:如果阻车器开不到位(或传感器损坏),PLC接收不到阻车器开到位信号,则推车机就不能动作;如果阻车器关不到位(或阻车器关到位传感器损坏),将禁止翻车机翻车;若翻车机到位传感器损坏则翻车机不自停。在手动状态下,操作人员可强制按照顺序进行操作,防止因操作不当而发生事故。

  检修状态:这种状态只能在检修或应急的情况下使用,PLC将脱离传感器送入信号的控制,各部件可根据按钮操作随意执行,不再相互制约。

  检修状态:这种状态只能在检修或应急的情况下使用,PLC将脱离传感器送入信号的控制,各部件可根据按钮操作随意执行,不再相互制约。

  (2)油泵电机控制回路流程按压泵1按钮,PLC经逻辑判断,输出Y0端在内部与公共端COM接通并自锁,其外接继电器1J得电吸合,1J常开触电闭合,交流接触器Kl吸合,串接在主回路的主触头闭合,泵1电机M1得电工作:按压泵停按钮,PLC的Y0端断开,1J和KJ分别失电释放,油泵电机停止工作。泵2的控制程序与泵1完全一样。1J和2J为互锁接线方式,在PLC内部也设有互锁,这样,当泵1工作时,泵2不能同时开启,必须在泵1停止后才能开启泵2。

  (3)翻车机控制流程手动状态下,按压翻车机工作按钮,PLC内部进行逻辑判断(确认阻车器关到位后),输出端Y3和Y6在其内部分别与COM端接通自锁,外接继电器4J和7J得电吸合,翻车机电磁阀和电磁溢流阀同时得电吸合,翻车马达旋转工作,翻车机自动翻车,当翻车机旋转360°后,到位传感器感应出信号送到PLC的X15输入端,PLC就会立即断开Y3和Y6端,使翻车机停止工作,20秒后(PLC内部设定工作时间间隔,可根据实际情况修改),再次按压翻车机工作按钮,翻车机就会重复上述操作。在检修状态下,按下按钮,翻车机工作,松开按钮,翻车机停止工作。

  (4)推车机和闸门开关的控制流程和翻车机类似,这里不再赘述。需注意的是,电磁溢流阀是公共阀,各部件电磁阀(油泵电机除外)在工作时,该阀也必须同时处于工作状态才能保证部件正常运行。和油泵电机相似,推车机进和翻车机工作、闸门开和闸门关之间都为互锁接线方式。

  (5)加热器DR的控制流程加热器DR是为了保证冬季油箱里的液压油不被冻结而设置的,它的控制器件是由温控器、温度传感器、继电器K3等构成,通过温控器直接控制K3的通断来达到控温的目的。



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  1.翻车机不能正常运行。

  此时其他操作都正常,故障就出在翻车机的控制回路当中,检查翻车机中间继电器4J指示灯是亮的,说明它的前端控制电路是正常的,那么故障只能出在中间继电器本身或相关线路中,经检查发现是4J的常开触点严重烧蚀造成的,更换后故障排除。

  2.泵1不工作,其余操作均正常。

  按压泵1按钮,观察1J指示灯不亮,而PLC的Y0端指示灯亮,说明故障出在PLC输出回路当中,更换2J,故障没有排除,用万用表电压挡测Y0对地端电压始终为0V,说明其内部触点接触不良,通过修改程序,将其内部程序Y0输出口改为备用的Y16输出口,再将Y0外接引线改至Y16接口端子,试机泵1恢复正常。

  3.所有操作均失灵,面板指示灯也无指示。

  由于电源指示灯9LD也无指示,说明DC24V不正常,测量开关电源输出端有正常电压输出,怀疑继电器8J的常闭触点接触不良,更换后试机恢复正常。

  4.手动状态下推车机不能动作。

  在检修状态下推车机正常,说明其控制回路没有问题,而手动状态下则还受控于到位传感器的信号输入,直接观察面板阻车器开到位指示灯,发现不亮,说明阻车器开到位传感器信号没有送到PLC,造成推车机无输出,检查传感器和磁块,两者相对位置正常,用万用表测量传感器发现其触点接触不良,更换后恢复正常。



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  1.翻车机反向旋转改进。

  该翻车机旋转方向只能正向,不能反向旋转,且只能正向翻转一次,不能重复翻车。如果矸石不能全部倒完,就需人工清除,费时又费力。通过观察发现,液压站上翻车机换向电磁阀只用了一边,另一边闲置没用,通过增加一只中间继电器,简单的修改了程序,再利用操作面板上的备用按钮和PLC上的备用输入输出端子,就实现了翻车机反向翻车的功能,可利用此按钮来回翻车,直至车内无物后便可。

  2.矸石山供水电控系统改造。

  以前是用手拨动空气开关对供水水泵进行控制,操作极其麻烦,且存在许多不安全因素,空气开关在这种频繁的启停状态下极容易损坏。笔者利用翻罐笼操作台上的备用按钮,通过修改PLC程序,增加了其控制功能,采用单键按钮对水泵进行延时启停控制,效果良好,降低了操作人员工作量,提高了其操作安全系数。




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