煤礦S150綜掘機電控系統(tǒng)深入研究

白雪峰

【摘 要】近年來的社會發(fā)展中，隨著煤礦開采技術(shù)的日益進步，以綜掘機為主的掘進工作已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各地煤礦開采中，成為整個工作領(lǐng)域工作人員研究的核心課題。在煤礦開采工作中，要想確保生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，就必須要結(jié)合實際情況科學(xué)的選用綜掘機，實現(xiàn)綜掘機與機電控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一致的工作。S150作為目前較為常見的煤礦綜掘技術(shù)，在今天越來越受到業(yè)內(nèi)人員的關(guān)注。本文就煤礦S150綜掘機電控制系統(tǒng)存在問題進行了分析，就其在煤礦開采中的應(yīng)用和改造做了探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦開采；選型；改進

綜合機械化的采用是目前煤礦開采工作實現(xiàn)現(xiàn)代化、高新化發(fā)展的主要標(biāo)志，也是提高煤礦生產(chǎn)效率、保障煤礦安全的核心內(nèi)容。在工作中，要想保證生產(chǎn)的安全、高效，就必須要在工作中根據(jù)實際工作條件為基礎(chǔ)，結(jié)合綜合開采面選擇合理的機械和設(shè)備，從而實現(xiàn)高效、安全采煤工作需求，并且與此同時要做好相關(guān)的管理和控制。

1.S150綜掘機概述

隨著社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國機械工業(yè)也得到了長足的進展。綜合機械掘進設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛，也促使了綜掘機設(shè)備的不斷更新和升級。截至目前，綜掘機設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)趨于普及，廣泛的應(yīng)用在很多煤礦開采生產(chǎn)中，但是截至目前仍然沒有任何一種綜掘機械設(shè)備能夠完全適應(yīng)各種有關(guān)地質(zhì)條件和工作要求，這就需要我們在工作中對綜掘機設(shè)備進行全面的分析與統(tǒng)計，以便于將綜掘機的各項性能都能夠得到有效的發(fā)揮，最終實現(xiàn)最佳掘進工作效果。S150綜掘機作為目前較為常見的一種綜掘機設(shè)備，其在煤礦開采工作中極為常見，也是應(yīng)用廣泛的設(shè)備。

1.1 S150綜掘機概念

S150綜掘機是懸臂式掘進機中的一種，是由履帶行走、截割頭鉆進、耙抓裝渣、中間運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)共同夠成的，同時其在應(yīng)用中還存在著調(diào)動行靈活、可靠性強、工作效率高、安全系數(shù)高、超挖欠挖量小等優(yōu)勢的一種掘進設(shè)備。目前，我們工作中常說的S150掘進設(shè)備是一種機重為44.6t，定位截割寬度為5.0m，機長9.0m，經(jīng)濟截割硬度≤80，機寬為2.8m裝載能力為210m/h機高為1.8m，履帶行走速度為7.1/3.5m/min，切割功率為150/80KW，履帶板寬550mm，裝機總功率216KW，履帶接地壓強0.14MPa，切割頭轉(zhuǎn)速23/46rpm，油箱容量500L，定位截割高度4.8m，供電電源：1140V50Hz（660V）的一種設(shè)備結(jié)構(gòu)。

1.2 S150在煤礦開采中的應(yīng)用優(yōu)勢

在過去的煤礦開采中，由于綜掘機設(shè)備的采用不合理、不科學(xué)、不實際等問題造成的能源浪費，開采能力損耗以及綜掘工作效率受損等現(xiàn)象時有發(fā)生，不僅造成了嚴(yán)重的工作效益影響，也給工作人員生命財產(chǎn)造成極大的威脅。因此，在目前工作中，根據(jù)各煤礦、各個采礦區(qū)和工作面的實際情況選擇合理的采礦機械十分關(guān)鍵，也是保障工作順利進行的主要手段。在目前煤礦開采工作中，采用S150掘進機進行工作與傳統(tǒng)的S100，S200M掘進機相同，是通過以EZQ300型的第二運輸機作為主要的自卸車、梭車和皮帶運輸機等配套設(shè)施共同進行工作，是一種掘進速度快、效率高、作業(yè)連續(xù)程度高以及安全系數(shù)高的綜合設(shè)備，因此在目前的工作中被廣泛的應(yīng)用在各地煤礦開采工作中，成為煤礦開采中最為常見的一種機械設(shè)備。

2.S150在煤礦開采工作中常見的系統(tǒng)問題

S1501綜掘機作為目前煤礦開采工作中較為常見的一種綜掘設(shè)備，其主要應(yīng)用于煤礦礦井巷道的開挖，適用于各種含有大量瓦斯和煤塵的礦井之中，一般來說，其在中電源碘鹽都是以660V為主的，其頻率為50Hz，主要是由于礦用隔爆兼本質(zhì)安全的電氣箱和礦產(chǎn)用本質(zhì)安全的操作箱共同組成的。在應(yīng)用的過程中，電氣箱主要是用來控制綜掘機油箱功能的，是實現(xiàn)過載、短路、漏電等問題保護和預(yù)防的主要手段，也是電氣系統(tǒng)中實現(xiàn)回路控制、插拔控制的主要手段。但是在應(yīng)用中由于容易受到外界因素的影響而造成了整個開關(guān)、元器件、接觸器容易出現(xiàn)松動現(xiàn)象，從而損壞了整個回路控制器，甚至是造成電力系統(tǒng)整個環(huán)節(jié)出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。一般來說，在目前的S150綜掘機設(shè)備采用中，常見的現(xiàn)象主要包含有回路失靈、開關(guān)內(nèi)缺少接觸器回路等問題。

3.系統(tǒng)改造措施

基于上述工作中存在的種種問題，在目前的煤礦采掘工作中，做好S150綜掘機的機電系統(tǒng)改進極為重要，也是實現(xiàn)整個工程工作順利、持續(xù)、科學(xué)邁進的主要手段。目前，我們常見的系統(tǒng)改造要點有以下幾個環(huán)節(jié)。

3.1硬件結(jié)構(gòu)改造

在系統(tǒng)原主回路控制回路中增加一個主接觸器KM3備用回路，油泵電機和備用電機控制接觸器改用CKJ5/1140型接觸器，控制電壓AC220V，切割電機控制接觸器采用250A；原三個變壓器TC1、TC2、TC3由一個主變壓器TC（輸入ACl140V/660V，輸出AC220V、36V、127V）替代；采用兩個線圈控制電壓為AC220V的交流中間接觸器代替原有三個控制電壓AC36V中間接觸器；在PLC輸出端連接小型36V繼電器。

3.2 PLC電路設(shè)計

本系統(tǒng)采用FX2N一32M系列控制器，其輸Ⅳ輸出點數(shù)為16點，采用模塊組件，其運行速度快、控制可靠、安裝靈活、擴展方便、性能價格比高。主要性能特點為：

3.2.1可靠性高

I/O均采用光電耦合，二次電路設(shè)有C—R濾波器，防止混入輸入接點的振動噪聲和輸入線的噪聲引起誤動作，具有很強的抗干擾能力，能用于較惡劣的環(huán)境。

3.2.2抗干擾性好

采用模塊結(jié)構(gòu)和軟件控制，省去硬件開發(fā)工作，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。

3.2.3通用性好

在不改變硬件的情況下，修改PLC的內(nèi)部軟件，可實現(xiàn)不同的控制要求，大大減少了調(diào)試工作量，提高了工作效率。

3.2.4增加接口板

增加RS-232BD接口板后，可方便地實現(xiàn)與上位機之間的通信。

3.3控制回路功能實現(xiàn)

前級饋電開關(guān)供660V三相交流電，操作隔離開關(guān)HK手柄，主固路有電；變壓器TC得電，變壓器副邊供電后，PLC控制模塊獲得電源進行自動復(fù)位和程序裝載動作，系統(tǒng)自動完成漏電檢測和煤巷瓦斯檢測正常以后；中間接觸器JC1、JC2線圈接通36V電壓，常開觸點閉合，預(yù)警防爆電鈴電路得電，照明回路有電燈亮，控制回路完成油泵電機、切割電機的啟動準(zhǔn)備動作。工作時，按下操作箱上的警鈴按鈕SB9后，啟動油泵按鈕SB2，小型繼電器K1線圈得電，主接觸器KM1線圈得電，油泵電機啟動；按下遠(yuǎn)停SB1、或油泵停止按鈕SB3，將停止油泵電機的運轉(zhuǎn)。油泵電機運行以后，按下SB4，啟動切割電機回路，繼電器I/2線圈得電，常開觸點閉合，切割接觸器KM2線圈得電吸合，切割電機運轉(zhuǎn)，按下SB5或SB1，切割電機停止工作。備用按鈕在使用備用接觸器時進行運行控制；系統(tǒng)的支護功能原理與原系統(tǒng)相同。為了更直觀的顯示油泵電機和切割電機工作狀態(tài)，以及電機運行溫度、負(fù)載情況，在操作箱內(nèi)可以加裝顯示模塊，通過上下翻頁按鈕操作可以很好的記錄觀測電機總體運行狀況，以便更好地控制安全生產(chǎn)。

4.結(jié)語

近年來，隨著社會生產(chǎn)技術(shù)的進步，各種新型產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)了出來，同時對于電氣系統(tǒng)的改造與優(yōu)化也提出了發(fā)展新要求。PLC作為目前電氣控制系統(tǒng)中極為常見的一種，將S150綜掘機電氣控制系統(tǒng)利用PLC技術(shù)進行改造，使保護功能齊全，安全性能更加可靠，能滿足各類煤礦巷道掘進生產(chǎn)的需要。

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