美国久益长臂采煤机电气控制系统设计

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1、 .wd.久益7LS(JNA)采煤机电气系统概述及电控系统的原理第一节 7LS(JNA)采煤机电气系统概述一、采煤机构造目前神东公司所使用的久益采煤机，从外型上看构造大同小异。所有的电控箱，位于采煤机的中部，在两个牵引部之间。电气控制箱的作用是配电、控制、检测与保护。久益7LS系列采煤机电气系统主要由以下一些电气部件组成：电气控制箱、左截割电机、右截割电机、左牵引电机、右牵引电机、液压油泵电机、破碎机电机、电磁阀、遥控启动/停顿开关装置、水流量/压力开关、油温/油位开关、左接收器和遥控器、右接收器和遥控器、翻页器、照明灯等。其总体构造如以下图。二、电控箱内部元件的布置电控箱内电气元件的布置与线

2、路图是相符的。位于箱内左边的元件就画在图纸的左边，位于箱内右边的元件就画在图纸的右边，位于箱内中间的元件就画在图纸的中间，很有规律。主要元件如下。2CB断路器板：此板较小主要有牵引2CB断路器和接地漏电检测电阻等元件。4个接触器板：4个接触器板 基本一样，分别装有左截割接触器、破碎机接触器、右截割接触器和泵接触器。接触器为真空接触器，额定容量320A，额定电压3300V。在左右截割和破碎机接触器控制板上分别还装有三相电抗器和阻容吸收装置。保护控制板：保护控制板装在电控箱的中部，该控制板上主要有截割RTD保护单元RU1、牵引变压器RTD保护单元RU3、ESR急停继电器、隔离电源模块、本安继电器、

3、接地漏电检测电阻及牵引电源整流模块BSM、左右牵引变频率逆变装置VFD、左右牵引电动机RTD保护单元RU2等元件。接线端子排：JNA0、JNA1控制板：在电控箱的中部前端装有JNA0控制板和JNA1控制板，在JNA0控制板上主要有JNA0装置、交流110V控制电源指示灯、直流24V控制电源指示灯、油温油位故障指示灯、3300V电源带电指示灯等元件，JNA1控制板上主要有JNA1控制组件。 本安控制板：本安控制板装在电控箱的左部，控制板上主要有遥控光电耦合器、油温油位光电耦合器、本安电源模块、JNA3装置等元件。 高压电源腔：在电控箱的左側高压腔内主要装有网络耦合器、80A电源保险、5安控制电源

4、保险、高压隔离开关、电流传感器等元件。第二节 7LS采煤机电控系统原理短路保护：牵引断路器2CB用来保护主变压器二次线路短路故障，2CB设定的短路保护电流为1550A，动作时间为12.5微秒。注意当2CB由于短路故障跳闸超过三次时，就必须更换2CB断路器。水流水压力保护：JOY7LS06采煤机为了保证截割过程中控制粉尘的浓度、运行时电动机及齿轮箱的冷却，必须要有足够的供水，在截割臂上的压力水回路上装有水流量和压力开关，当供水流量低于 38L/min，压力低于 5.2Mpa 时,截割电动机将会自动停机或不能启动。第三章 久益7LS(FACE BOSS)采煤机电气系统概述及电控系统的原理第一节 7

5、LS(FACE BOSS)采煤机电气系统概述一、采煤机构造久益7LS(FACE BOSS)系列采煤机主要由以下局部组成：电控箱、左右截割电机、泵电机、左右牵引电机、左右牵引部、滚筒、左右牵引块、左右摇臂、破碎机等。其总体构造如以下图。电气系统主要由以下一些电气部件组成：电气控制箱、左截割电机、右截割电机、左牵引电机、右牵引电机、液压油泵电机、破碎机电机、电磁阀、遥控启动/停顿开关装置、水流量/压力开关、油温/油位开关、左接收器和遥控器、右接收器和遥控器、翻页器、照明灯、截割高度显示单元等。采煤机以CCU做为电气控制系统的核心。电气控制系统主要由以下元件构成：Display Computer显示

6、单元、Receiver遥控接收器、Transmitter遥控器、牵引变频驱动单元BSM和VFD、控制中心CCU、Motor MCTs电机智能控制传感器、左侧液压控制输出DIOM1模块、右側液压控制输出DIOM2模块、漏电检测控制输出模块DIOM3、遥控输入/输出RIO模块及左右GIO单元等组成。如以下图所示：二、电控箱内部元件的布置电控箱门板：1左侧门板：交流3300V高压电源插头、插座；高压隔离开关合闸手柄；截割、破碎电机对地绝缘检查窗等。2中间门板：JNA显示单元、3300V高压带电指示灯、交流120V控制电压指示灯、直流12V电源指示灯、直流24V电源指示灯P/S#2指示灯、直流24V电

7、源指示灯P/S#3指示灯、直流24V电源指示灯P/S#4指示灯、母线电压指示灯、记忆截割学习模式指示灯、记忆截割自动模式指示灯等。3右側门板：遥控选择开关SEL、截割选择开关CS、漏电测试开关OGFT、漏电测试选择开关OGFS、变压器中性点漏电测试开关GFT、照明开关H等。电控箱内部元件：1高压腔：交流3300V主控制变压器、冷却风扇、网络耦合器及SPLM控制器、80A保险、5A控制保险、机器高压主隔离开关、接地漏电控制板等元件。接地漏电控制板上主要有：CGFR继电器、GFR继电器、电阻、电容、整流桥等元件。2中间控制腔：牵引/泵3300V/575V变压器、4块接触器控制板、主控制板、牵引断路

8、器CB1控制板等。4块接触器控制板分别装有：左右截割电机接触器AC、BC；破碎电机接触器GC；泵电机接触器CC；左右截割电机漏电检测电抗器INDA、INDB；破碎电机漏电检测电抗器INDG；左右截割电机智能控制传感器ACT、BCT；破碎电机智能控制传感器GCT等元件。主控制板上分别装有：牵引/泵变压器RTD温度保护单元RU1；CLC控制单元；交流120V/直流24V电源模块PS1；遥控输入/输出RIO模块；左侧液压控制输出DIOM1模块；右側液压控制输出DIOM2模块、启动预报警继电器SER；急停继电器ESR；电压传感器VT、VT3、VT2、VT1；截割记时器BHM；交流120V/直流12V电

9、源模块PS2；摆动传感器PRS等元件。牵引断路器控制板分别装有：牵引断路器CB1、泵电机智能控制传感器CCT、接线端子排TBR1、TBR2等元件。3)右側控制腔：主要电气元件有：冷却风扇、牵引变频驱动系统电源整流模块BSM、左右牵引逆变器VFD、本安控制盘等。牵引变频驱动系统电源整流模块BSM：左右牵引逆变器VFD：本安控制盘上主要有：交流3300V/110V本安隔离变压器ISCT；漏电检测控制输出模块DIOM3；交流110V/15V漏电变压器CT1；漏电闭锁继电器IEL1、IEL2、IEL3、IEL4；漏电检测电阻，漏电保护单元EL1、EL2、EL3、EL4；交流110V/直流12V本安电源

10、模块IPS1、IPS2；光电耦合器OC1、OC2；JNA3装置等元件。第二节 电气系统控制原理分析久益7LS06C、7LS07系列采煤机电气控制系统均采用JNA FaceBoss系统，以JNA CCU为控制核心，动力电源为3300VAC，50Hz。动力电源靠拖曳电缆连接到采煤机上，通过30电阻先导控制方式控制上一级设备开关或移动变电站给煤机进展送电。两种系列采煤机除了在采高、装机功率和机械构造上有所不同外，其电气控制系统 基本上一样。7LS06C系列采煤机，整机总重93.67吨其中主机重33.65吨，左右摇臂各重17吨，左右滚筒各重5.535吨，破碎机重4.85吨，左右牵引块各重4吨，整机外形

11、尺寸长X宽X高16.75X1.7X1.85米，最大采高4.7米，最大牵引速度20米/分钟，过煤高度1050mm，生产能力5000吨/小时。采煤机总装机功率2020KW，交流电牵引，调速方式为交流变频率调速，以整流模块BSM和变频逆变装置VFD作为牵引驱动单元，整机共有6台电机，两台750KW截割电机，两台110KW交流感应电机，1台30KW泵电机和1台270KW破碎电机。7LS07系列采煤机整机总重93.67吨其中主机重33.65吨，左右摇臂各重17吨，左右滚筒各重5.535吨，破碎机重4.85吨，左右牵引块各重4吨，整机外形尺寸长X宽X高18.622X3.03X2.31米，最大采高6.294

12、米，最大牵引速度20米/分钟，过煤高度1050mm，生产能力5000吨/小时。采煤机总装机功率2345KW，交流电牵引，调速方式为交流变频率调速，以整流模块BSM和变频逆变装置VFD作为牵引驱动单元，整机共有6台电机，两台8600KW截割电机，两台150KW交流感应电机，1台55KW泵电机和1台270KW破碎电机。一、供电系统1、动力回路采煤机动力回路主要由3300V电源插头/插座、三相电源带电指示灯N1-N3、高压隔离开关IS、左截割电机接触器AC、右截割电机接触器BC、破碎电机接触器GC、左截割电机漏电闭锁三相电抗器INDA、右截割电机漏电闭锁三相电抗器INDB、破碎电机漏电闭锁三相电抗器

13、INDG、左截割电机智能传感器ACT、右截割电机智能传感器GCT、80A保险、泵接触器CC、牵引/泵电源变压器HPT、牵引/泵电源断路器CB1、牵引变频驱动单元整流模块BSM及逆变装置VFD等元件组成。如以下图所示：2、馈电断路器控制回路主要有交流120V/15A控制电源断路器CB2、交流24V/15A照明断路器CB3、左侧液压输出控制模块DIOM1直流24V电源断路器CB4、右侧液压输出控制模块DIOM2直流24V电源断路器CB5、漏电保护输出控制模块DIOM3直流24V电源断路器CB6、左右截割角度传感器直流12V电源断路器CB7和CB8。3、控制电源1、交流110V控制电源及24V照明电

14、源机器主控制变压器原边输入三相交流3300V电源，副边输出交流120V和24V两种电压，交流120V作为主控制电源，用线号1、2表示；24V作为照明电源，用线号ZA、ZB表示。交流120V经断路器CB2主要给110V/15V漏电变压器CT1、冷却风扇FAN1-3、电压传感器VT、JNA显示器JDC、控制中心CCU、交流110V/直流24V电源模块PS1、截割选择开关CS、遥控器选择开关SEL、110V/直流12V电源模块PS2、启动报警继电器SER、急停继电器ESR、变压器中性点漏电保护继电器GFR等元件提供工作电源。如以下图所示：2、直流24V控制电源直流24V控制电源经PS1电源模块、CB

15、4、CB5、CB6、CB9断路器给左侧液压输出控制模块DIOM1、右恻液压输出控制模块DIOM2、漏电控制输出控制模块DIOM3及左右截割角度/高度显示单元等元件提供工作电源，线号用100、200表示。如以下图所示： 3、直流12V控制电源 直流12V控制电源经PS2电源模块、CB7、CB8断路器给左右截割角度传感器、摆动传感器PRS等元件提供工作电源，线号用322、323表示。如以下图所示：二、JNA FACE BOSS系统 JNA FACE BOSS系统是采煤机的控制核心，主要由中央控制器CCU、显示计算机JDC、鼠标aka翻页器、本安隔离栅、遥控系统、本安输入/输出模块GIO、数字输出模

16、块DIOM、电机智能传感器MCT及输入/输出模块RIO、数据转换器CLC、数据转换器SPLM等组成。本安多用途输入/输出GIO模块和光电隔离栅OC1、OC2及相关的电缆和连线提供了煤机左右位移传感器、油温油位开关、左右复位传感器、水流水压力开关、左右摇臂RTD温度传感器、拖曳电缆张力开关及启动预警等元件与控制中心CCU间采用RS232、RS422/RS485计算机串行通讯的方式进展数据的输入/输出传递和控制。远程输入/输出RIO模块接收控制开关、截割角度传感器、煤机摆动传感器、牵引变压器温度传感器RTD及电控箱左右温度开关等元件输入信号，同时负责起动预警继电器SER、急停继电器ESR及各电动机

17、智能传感器MCT与控制中心CCU间的通讯连接，通讯控制方式采用InterBus现场总线控制。数字输出模块DIOM由DIOM1、DIOM2和DIOM3组成，其中DIOM1和DIOM2模块承受CCU指令，输出直流24V控制电压，控制电磁阀及相应的液压部件；DIOM3模块接收CCU指令，用于煤机漏电检测回路，DIOM数字模块与控制中心间采用CANBus现场总线控制通讯控制方式，进展数据的传递和控制。变频器VFD通过接收CCU指令，控制牵引电机交流电压频率的输出，调节牵引电机的速度。变频器VFD与控制中心CCU间采用CANBus现场总线控制通讯控制方式进展数据的传递和控制。CCU把数据输出到DATA

18、LOGGER数据记录接口，从煤机应用程序MAP接口载入程序。煤机网络耦合器及数据转换器SPLM与控制中心CCU间采用RS422、RS422/RS485计算机串行通讯的方式进展数据的输入/输出传递和控制。煤机截割角度电子显示器及截割高度数据转换器CLC间采用RS422、RS422/RS485计算机串行通讯的方式进展数据的输入/输出传递和控制。JNA FACE BOSS系统要有以下几个方面的作用：1、监测遥控器的连续数据传输、液压控制数据、牵引控制数据和急停信号。2、监测遥控选择开关和截割选择开关。3、实现液压电磁阀的顺序和优先控制。4、监控泵、截割、破碎和牵引电机的电流，同时为牵引回路提供截割电

19、机电流反响。5、用RTD数据监控泵、截割、破碎和牵引电机以及牵引变压器、VFD和BSM温度，同时为牵引回路提供截割电机温度反响。6、为泵、截割、破碎和牵引电机提供过电流保护、堵转保护和相不平衡保护。7、在显示计算机上提供诊断数据和煤机相应的系统信息、故障信息等。8、提供数据记录功能，通过数据记录接口和参数模块接口，用于煤机性能的检查。三、控制回路1、先导控制回路先导电路又叫远方控制起动电路，它是工作面负荷控制中心漏电检测电路的一局部，先导电路只有一局部在煤机中。使用时，必须把采煤机与顺槽负荷控制中心连接起来，此负荷中心必须有漏电监视和高压试验能力。先导电路通过高压隔离开关连接。当高压隔离开关转

20、到“合闸位置时，负荷控制中心内额定值为13V的先导电压经过高压隔离开关的辅助接点，到采煤机上先导起动/停顿按钮。当按下起动按钮时，先导电路的电流流过1.5S延时断开打接点和二极管到地。二极管将交流先导电流整流，负荷控制中心的接地监测电路测试这个电流，推动负荷控制中心的电源断路器合闸，使采煤机拖曳电缆带电。在拖曳电缆接通动力电源以后，为了降低先导电路的持续功耗，当采煤机送电以后，在先导电路中串入降耗电阻30欧，同时负荷控制中心一直监视电路的漏电情况。如以下图所示：2、ESR急停继电器控制回路机器通电后，JNA FACEBOSS控制系统首先要对左右遥控接收器及遥控器、机器交流120V控制电压、牵引

21、驱动系统对地绝缘水平、牵引/泵575V电源变压器中性点漏电保护系统及JNA内部通讯状态进展检测，当检测通过后，可以通过左右遥控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按钮启动ESR继电器及泵电动机。1、启动时，当控制中心CCU得到遥控启动信号后，其内部继电器DCR得电吸合，通过其TB4端子排1号端子1B线路输出交流110V控制电源到启动报警继电器SER和急停继电器ESR常开接点上，同时控制中心CCU给输入/输出控制模块发出启动指令。2、输入/输出控制模块RIO在得到控制中心CCU发出的启动指令后，通过其TB1端子排1E2端子输出交流110V控制电源，推动启动报警继电器SER动作，串接在ESR急

22、停继电器控制回路中的SER常开接点闭合，使ESR急停继电器得电吸合。3、ESR急停继电器动作后，其串接在1B/1C线路上的常开接点闭合，经1C线路到RIO模块TB2端子2B2，提供ESR继电器运行返回信号，并使其自保。3、泵控制回路 ESR继电器得电动作后，串接在电动机智能传感器MCTS回路中的ESR常开接点闭合，为各智能传感器提供120V交流控制电源。同时其另外一对常开接点闭合，给输出控制模块RIO提供ESR继电器运行返回信号。控制中心CCU监测到ESR继电器吸合信号以及所有外部保护和通讯信号都正常后，JNA FACE BOSS系统控制中心CCU通过Interbus控制总线控制传递泵起动指令

23、到输出控制模块RIO，模块RIO再通过控制总线输出泵起动指令到泵电机智能传感器DCT，并通过DCT输出交流110V控制电压，推动泵接触器CC吸合。如以下图所示：3300V交流动力电源经泵接触器到牵引/泵变压器，变压器二次側575V交流动力电源通过牵引/泵断路器CB1到泵电动机，泵电动机得电运行。如以下图所示：4、截割控制回路截割控制回路分左截割电机控制回路和右截割电机控制回路，起动时可以通过外部截割选择开关CS，选择单独启动左右截割电机和两台电动机延时起动。正常生产时，将截割选择开关旋转到中间位置，起动时先起左截割电机，延时1秒后再起动右截割电机。如以下图所示：控制中心CCU监测到泵起动信号以

24、及所有外部保护和通讯信号都正常后，当操作人员第二次按下遥控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按钮时，遥控器发出截割起动指令时，JNA FACE BOSS系统控制中心CCU通过Interbus控制总线传递截割起动指令到输出控制模块RIO，模块RIO再通过控制总线输出截割起动指令到左右截割电机智能传感器ACT和BCT，并通过ACT和BCT先后输出交流110V控制电压，推动左右截割接触器AC和BC吸合。如以下图所示：截割电机和牵引电机的闭锁关系：1、牵引行走时，如果截割电机过载跳闸，牵引将停顿运行。2、如果在牵引行走过程中，操作人员把截割选择开关旋转到其它位置，两个截割电机都停顿，牵引也停顿。

25、3、左右截割电机运行时给牵引行走提供电流和温度反响，用以调整煤机牵引速度。3300V交流动力电源经高压隔离开关IS、左右截割接触器AC和BC到左右截割电动机，电动机得电运行。如以下图所示：5、破碎电机控制回路控制中心CCU监测到泵起动信号以及所有外部保护和通讯信号都正常后，当操作人员第三次按下遥控器上的ON/2ND和HALT/MOTOR按钮时，遥控器发出破碎起动指令时，JNA FACE BOSS系统控制中心CCU通过Interbus控制总线传递破碎起动指令到输出控制模块RIO，模块RIO再通过控制总线输出破碎起动指令到破碎电机智能传感器GCT，并通过GCT输出交流110V控制电压，推动破碎接触

26、器GC吸合。如以下图所示：3300V交流动力电源经高压隔离开关IS、破碎电机接触器GC到破碎电动机，电动机得电运行。如以下图所示：6、液压控制回路 煤机操作人员通过遥控器上的液压按钮，向JNA FaceBoss系统发出指令，控制煤机左侧和右側的液压功能。 遥控器指令首先经本安盘内的JNA3装置进展解码和处理，并通过光电本安隔离栅OC1发给控制中心CCU，CCU通过CANBus总线把指令发送到左右液压控制数字输出模块DIOM1和DIOM2，模块输出直流24V控制电压控制各液压电磁阀。 左右液压控制数字输出模块DIOM1和DIOM2直流24V工作电源由电源模块PS1经CB4和CB5断路器提供，电源

27、正常时对应的LED绿色指示灯亮。 液压系统的故障的排查和处理可以参照计算机显示屏幕上的相关信息。四、牵引控制系统牵引系统由电源整流模块BSM、两个变频逆变器VFD和两台三相交流感应电机组成，通过JNAFaceBoss系统控制牵引。如以下图所示：1、动力回路：交流3300V主电源电压通过高压隔离开关IS、泵接触器CC、牵引/泵变压器、牵引/泵断路器CB1、整流模块BSM。整流模块BSM把牵引/泵动力变压器二次側的575V交流电压转变成800V直流电压，供给左右两个变频逆变器VFD，给左右牵引电动机提供响应的变频电源。根据操作人员的选择，逆变器的输出频率可以在0Hz到120Hz间变化，调整煤机速度

28、。整流模块是一个三相桥式整流器，由三个SCR可控硅和三个大功率二极管组成。整流模块有三个交流电源输入端子U，V和W及两个800V直流电源输出端子+和-。牵引/泵变压器的575V交流电源接入三个输入端子，两个直流输出端子输出直流800V到逆变器模块。每个逆变器模块有两个直流电源输入端子+和-和三个交流电源输出端子U，V和W，整流模块输出800V直流电源接在电源输入端子上，三个交流电源输出端子输出交流电压到与其相对应的牵引电动机。2、牵引控制系统 操作人员用遥控器控制煤机的速度、方向和停顿，JNA FaceBoss系统处理这些信号，然后发出控制信号到牵引逆变器模块，控制牵引电机的频率和电压。牵引速

29、度控制正常情况下通过遥控的输入指令进展控制，同时也受截割电流反响、截割电动机温度反响及刮板输送机AFC反响的控制，几个系统反响指令可以改变采煤机的牵引速度。 采煤机在生产过程当中由于受到煤层硬度、牵引速度、机械、冷却循环水以及操作等方面得因素的影响，截割部阻力会增大，同时左右截割电机的负荷电流也将增大，电机温升也会随之升高；当截割电机的负荷电流或温升上升倒JNA FaceBoss系统程序设定保护极限点，电机电流反响或温度反响起作用，通过程序来调整牵引驱动逆变单元VFD的频率输出，以相应的改变煤机速度。无论采煤机司机的设定速度多少，截割电机电流反响或温度反响都将把煤机速度降到安全水平。在安全牵引

30、速度下，如果截割电机电流或温升继续升高，这时煤机将通过程序停顿截割电机和牵引行走并同时发出故障停机敏报。 采煤机外部配有久益公司的数据转换控制中心JOS，JOS通过监测AFC刮板输送机电机电流，检测AFC电机是否过载。当AFC电机的负荷电流上升倒JNA FaceBoss系统程序设定保护极限点，电机电流反响起作用，通过程序来调整牵引驱动逆变单元VFD的频率输出，以相应的改变煤机速度。无论采煤机司机的设定速度多少，AFC电机电流反响将把煤机速度降到安全水平。在安全牵引速度下，如果AFC电机电流继续升高，这时煤机将通过程序停顿截割电机和牵引行走并同时发出故障停机敏报。 JNA FaceBoss通过牵

31、引变频VFD逆变装置检测牵引电动机的负荷电流，并通过JNA电流限制、牵引低速电流限制和变频器电流限制来调整煤机牵引速度。 1、JNA电流限制：控制系统利用左右牵引电机电流反响信息，计算两台电动机的负荷电流的三相平均值，然后和设定保护参数进展比较，如果电机平均电流超过了保护设定值，煤机将减速，直到电机电流降到设定值以下。 2、低速电流限制：控制系统内此保护设定值要比JNA电流限制保护设定值通常高一些，因为在低速时，牵引电机需要比较大的起动扭矩。控制系统利用左右牵引电机低速电流反响信息，计算两台电动机的负荷电流的三相平均值，然后和设定保护参数进展比较，如果电机平均电流超过了保护设定值，煤机将减速，

32、直到电机电流降到设定值以下。 3、变频器电流限制：与JNA电流限制和低速电流限制不同，此保护功能是通过检测每台牵引电机电流对左右牵引变频逆变装置实施保护。控制系统利用左右牵引电机低速电流反响信息，然后和设定保护参数进展比较，如果电机电流超过了保护设定值，煤机将减速，直到电机电流降到设定值以下。 交流120V控制电压接在整流模块的插针G和H上，直流输出电源绿色指示灯LED接在插针A和B上，整流模块的温控器连接在插针C和D上。当BSM运行温度超过100时，温控开关接点翻开，当温度低于85时温控开关接点重新闭合。 每个逆变器模块包括一个微处理器控制的三相绝缘栅双极晶体管IGBT动力变流桥。微处理器通

33、过CANBus控制总线与JNA FaceBoss系统CCU进展通讯。控制中心CCU把信号发送到每个逆变器的插针K和L上，交流120V控制电压接在每个逆变器插针D和E上，给逆变器提供工作电源。当逆变器运行温度超过85时，温控开关接点断开，低于65时温控开关接点重新闭合。 每个逆变器接收到的传感器输入信号都传输到JNA FaceBoss系统，然后JNA FaceBoss系统根据这些输入信号和其它的输入信号来发出控制指令，控制牵引电机的速度和频率。五、本安控制系统 采煤机本安控制系统主要由交流3300V/110V本安隔离变压ISCT、光电耦合器OC1/OC2、数据转换器JNA3装置、交流110V/直

34、流12V本安电源IPS1/IPS2、左右遥控接收器、左右遥控器、左右GIO数字模块、左右位移传感器、左右复位传感器、油温油位开关、水流水压力开关、左右截割摇臂RTD等组成。如以下图所示： IPS2本安电源给红外发射器SIRSA提供直流12V电源，通过煤机上的红外发射器和液压支架上的红外接收器，实现工作面自动化记忆割煤时煤机与支架的联动。 IPS1本安电源给光电耦合器OC2和左右数字模块GIO提供直流12V电源。数据转换器JNA3装置，作为一个本安电源 基本配置，给左右遥控接收器和遥控器提供本安电源，并通过光电耦合器OC1与控制中心CCU通讯，主要用于无线遥控系统和页面转换。 左右数字模块GIO

35、主要接收外左右位移传感器、左右复位传感器、油温油位开关、水流水压力开关、左右截割摇臂RTD等传感器信号，并通过光电耦合器OC2与控制中心CCU通讯，对煤机实施相应的保护。 本安控制盘与JNA FaceBoss系统控制中心CCU通过CANBus控制总线进展通讯。六、遥控单元采煤机司机可以使用一个或两个遥控器以无线模式或电缆模式有线模式来遥控操作煤机。采煤机由两套不同频率的接收器和遥控器，左侧遥控接收器、遥控器的发射和接收频率为458MHz；右侧遥控接收器、遥控器的发射和接收频率为472MHz。遥控器以异步串行方式发送遥控数据，一个数据行只发送遥控器一个按钮的状态。遥控器连续发射数据，而不是仅在按

36、下按钮时发送数据。JNA FaceBoss系统在任意时刻动能检测到遥控器的状态，如果遥控器信号丧失，将装成ESR急停继电器断电，煤机停机。遥控器在使用时一般有效距离为15m。遥控器选择开关有左侧、右侧和中间三个位置，当开关旋转到左侧或右侧时，有交流110V输入信号到JNA FaceBoss系统，告知系统操作人员选中了那个遥控器来操作煤机。当遥控选择开关旋转到中间位置时，将没有信号输入到JNA FaceBoss系统，煤机司机可以通过左右两个遥控器操作煤机。选择开关如以下图所示：第三节 采煤机保护系统保护系统的作用是保证采煤机工作的可靠性。久益7LS系列JNA FaceBoss系统采煤机的保护系统

37、能够实现以下几种保护。一、温度保护在采煤机各电动机及牵引主变压器、牵引变频整流模块BSM、牵引变频逆变装置VFD等部件上分别预埋有铂金电阻RTD，用以检测各部位运行时的温度。RTD的阻值随温度的变化而变化，在0时RTD的电阻值为100，128时RTD的电阻值为150，194时RTD的电阻值为175。 泵、左右截割、破碎电机由各控制回路中的智能电流传感器MCT检测电机的RTD信号。MCT处理这些温度信号数据，然后把这些数据传给输入/输出控制模块RIO，再经InterBus控制总线传给控制中心CCU，对各电动机实施温度保护。 左右截割电机RTD在对电机本身实施温度保护的同时，还通过控制中心CCU给

38、牵引控制系统提供截割温度反响，通过程序来调整牵引驱动逆变单元VFD的频率输出，以相应的改变煤机速度。无论采煤机司机的设定速度多少，截割电机温度反响都将把煤机速度降到安全水平。在安全牵引速度下，如果截割电机温升继续升高，这时煤机将通过程序停顿截割电机和牵引行走并同时发出故障停机敏报。 左右牵引电机、变频整流BSM模块、左右牵引变频VFD逆变装置RTD通过CANBus控制总线传给控制中心CCU，对各部位实施温度保护。 牵引主变压器RTD信号先经温度保护单元RU1处理，然后传给输入/输出控制模块RIO，再经InterBus控制总线传给控制中心CCU，对牵引变压器实施温度保护。 电控箱温度保护由安装在

39、电控箱左右两侧的温控开关CTA、CTB来实施的，开关接点信号回到输入/输出控制模块RIO后，经InterBus控制总线传给控制中心CCU，对电控箱实施温度保护。二、智能电流传感器 泵、左右截割、破碎电机回路中装有4个智能电流传感器MCT，每一个智能传感器都是一个小型的单片机控制系统，具有独立的控制、保护功能，同时用以检测各电动机的负荷电流。MCT处理这些电流信号传给输入/输出控制模块RIO，并通过InterBus控制总线传给控制中心CCU，JNA FaceBoss系统利用这些信号对各电动机实施过流、堵转或相不平衡保护。三、漏电保护采煤机的漏电保护系统分为两类：无载保护电路和带载保护电路。左右截

40、割电机、破碎电机和牵引电机直流电源侧的无载漏电检测回路主要由以下元件组成：110V/15V漏电变压器CT1、漏电检测单元EL1、El2、EL3、EL4、数字模块DIOM3、检漏继电器IEL1、IEL2、IEL3、IEL4、三相电抗器、4.7K检漏电阻等组成。左右截割电机和破碎电机使用的是SP501型漏电检测单元，牵引电机直流电源侧使用的是SP503型漏电检测单元。煤机无载漏电保护采用的是漏电闭锁保护的方式，在煤机通电后各电动机启动运行前对电机和电缆绝缘进展检测，在电动机运行期间该保护退出运行。保护原理如以下图所示：采煤机带载漏电保护是指牵引主变压器中性点漏电保护，漏电故障继电器GFR保护牵引变

41、压器二次侧及其分支回路。GFR给泵电动机、牵引电机回路和牵引变压器二次测提供带载漏电保护。 此回路由故障检测继电器GFR、继电器GFRR、整流桥BR2、漏电检测电阻等组成。在泵起动过程当中，数字模块DIOM3延时输出直流24V电源推动GFRR继电器得电动作。当GFRR得电后，GFRR得两个常开接点闭合，接入带载漏电检测系统的漏电故障继电器GFR。如果系统正常，中性点X0的电流矢量和为零，即X0相对于地之间无电位差，因此没有零序电压通过整流桥BR2，GFR内部给输入/输出控制模块RIO返回信号接点闭合。如果系统漏电故障，中性点X0的电流相位出现不平衡，造成X0相对于地之间有电位差，有零序电流通过

42、中性点。当GFR检测到该漏电电流操作100mA时，GFR内部给输入/输出控制模块RIO返回信号接点断开，并闭锁故障。如果GFR跳闸，经输入输出控制模块RIO及InterBus控制总线传给控制中心CCU，告知JNA FaceBoss系统牵引变压器二次侧中性点回路有漏电故障。JNA FaceBoss系统取消泵接触器的控制运行指令，使接触器失电，切断泵和牵引回路的电源。控制原理如以下图所示：四、电压变送器JNA FaceBoss系统采煤机主控制变压器CT一次侧接三相主电源，这跟以往其它系列采煤机的主控制变压器有所不同，以往其它系列采煤机的主控制变压器在一次侧只接两相主电源。变压器二次侧共有六套绕组，

43、其中控制电源绕组X1、X2端输出交流120V，用于煤机主控制电源，交流12V电源绕组闲置没用，交流24V电源绕组经Z1、Z2线路给煤机照明灯提供工作电源。三个120V输出绕组分别接有VT1、VT2、VT3电压变送器，用以检测主控制变压器的相电压，并通过远程输入/输出模块RIO经InterBus总线发送到JNA FaceBoss系统控制中心，对煤机三相主电源进展监视和实施过压、欠压灯非常态保护。在120V控制电源回路中接有电压传感器VT，用以检测煤机主控制电源，并通过远程输入/输出模块RIO经InterBus总线发送到JNA FaceBoss系统控制中心，对煤机交流120V主控制电源进展监视和实

44、施过压、欠压灯非常态保护。如以下图所示：五、液压油温油位保护低油位和高油温都有可能导致液压系统严重污染。这时更多的空气会进入油箱，导致泵的穴蚀。气泡可以凝聚在油箱壁上进而产生油泥沉积。因此在采煤机液压系统中装有油温油位开关，用以监测液压系统的油位和油温。外部油温油位开关信号经数字模块GIO、光电耦合器OC2和CANBus控制总线传给控制中心CCU，对液压油箱中油位和油温实施保护。六、水流水压力保护采煤机在生产运行过程当中，为了降低截割过程中煤尘的浓度和机器运行时电动机的冷却，必须要有足够的供水，所以在煤机供水回路上装有水流量和压力开关，供水流量要求不得低于22.7L/min，压力不低于 10.

45、3bar(0.827Mpa)。在没有通水的情况下，允许起动泵电动机，但只能运行15分钟；没有通水或通水流量、压力达不到要求，截割、破碎电机将无法起动。七、瓦斯保护煤矿安全操作规程第一百六十九条规定：“低瓦斯矿井的采煤工作面，必须在工作面设置甲烷创感器。高瓦斯和煤岩与瓦斯突出矿井的采煤工作面，必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器。在工作面隅角设置便携式甲烷检测报警仪。岩煤岩与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器不能控制其进风巷内全部本质安全型电气设备，那么必须在进风巷设置甲烷传感器。采煤采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。采煤机必须设置机载式甲烷断电报警仪或便携式甲烷检测报警仪。非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置参照上述规定执行。久益长壁采煤机在设计上没有瓦斯断电保护装置，不能满足煤矿安全生产的需要，因此在新煤机组装和煤机大、项修时，应公司有关部门的要求，在煤机先导控制回路中，增加瓦斯断电保护装置，当工作面瓦斯浓度超过1.5%断开煤机电源实施保护。如以下图所示：