摘要：随着我国煤炭行业的快速发展，大型机械设备广泛应用于煤炭生产中，而掘进机作为煤炭生产企业中的重要机械设备，在煤炭生产中起着至关重要的作用，但是，在掘进机的正常工作中也难免因为其自身或人为原因产生机械故障，这就要求实际工作人员能够了解掘进机电气系统的结构并及时的判断出故障原因，在较短的时间内排除故障，保证设备的正常运行。本文主要介绍了掘进机电气系统的结构，并说明出如何进行故障判断，仅供参考。
关键词：掘进机，电气系统控制，部分原理结构，故障点故障判断
前言：伴随着我国煤炭行业的大规模兴起，掘进机正被广泛应用于矿山及井下作业之中，成为煤矿企业重要的生产设备。尤其是近些年来，在信息化发展逐年加快的同时，机械设备信息化也在不断完善自己的技术水平。掘进机电气系统也正被更多的控制方式和信息化手段所应用，这在很大程度上方便了对设备的检修及维护。本文以EBZ-200B型掘进机为例，对该掘进机电气系统的结构及故障判断做简要分析。
1.EBZ-200B型掘进机电气系统的构成
1.1电气系统的主要组成部分
掘进机电气系统是整机的主要组成部分，与液压系统配合操作，可自如地实现整机的各种生产作业。EBZ-200B掘进机电控设备主要由掘进机用隔爆兼本质安全型控制箱KXJ1-400/1140（660）E和矿用隔爆型操作箱CXB5-2/24E两部分组成，他们和BAL1-127矿用隔爆型电铃、DGY18/24L（A）矿用隔爆型机车灯、BZA02-5/36-1矿用隔爆型急停按钮、GJC4矿用甲烷传感器、GUY10矿用水位传感器、KG2044矿用温度传感器、GPD1.6K矿用隔爆型压力变送器以及油泵电机、截割电机、二运电机、风机电机等组成了掘进机电气系统。
1.2电气控制部分的基本原理
掘进机电气控制系统以西门子可编程控制器CPU226为核心，配合模拟量输入模块EM231对截割、油泵、二运、风机四个电机的过压、欠压、过温、过载、过流、三相平衡状态、电机及其电缆的绝缘状态（漏电闭锁）进行监控和保护，并具有油温、油位、瓦斯监控和低压漏电保护功能。控制系统具有程序控制、保护模块化、可靠性高、抗震动、抗干扰等特点。
同时控制器与操作箱上的西门子液晶显示屏SMART700进行通讯，通过旋钮对液晶屏内的工作页面、故障页面、数据监视及参数修改等显示状态进行切换。当工作正常时，液晶屏显示系统工作电压、油泵电机温度、截割电机温度、电机运行状态、油温、油位及截割电机负荷大小，使掘进机操作者对机器工作情况一目了然。当系统出现故障时，显示故障状态并有记忆功能，使操作者及维修人员非常容易地判断故障原因。控制箱仪表盘液晶屏显示系统工作电压，并有电源、油泵工作时间、截割工作时间显示窗。
2.掘进机电气系统故障的分布及判断
2.1接触器的吸合不可靠电压低是导致接触器不能可靠吸合的主要原因。在控制系统中接触器大多为高压吸合，低压保持。如果系统供电电源带负荷能力差，而在本回路电机的功率很大的情况下，就会出现启动瞬间的电流过大，从而造成很大的电压降低，使接触器线圈电压达不到吸合电压而不能可靠吸合。
另外，在同一电源供电的回路中，存在较大的负荷，在大负荷启动时，造成压降过大，使线圈电压低于保持电压，从而造成接触器的断开。对于这样的问题，应尽可能缩短供电电缆的长度，增大电缆截面面积，减少由于电缆造成的压降；在选择接触器时，应选择同型号中吸合电压和保持电压较低的接触器。另外，接触器主节点行程和辅助节点也会造成接触器的不可靠吸合，由主节点行程问题造成的接触器不可靠吸合会造成回路的缺相故障，在操作箱的液晶显示器上都会给出提示；由辅助节点（自保节点）造成的接触器不吸合，可以通过观察PLC输入端发光管来确认（有输入亮，无输入暗）。
2.2不能通过漏电闭锁
不能通过漏电闭锁的主要原因有两方面：一方面是由于环境潮湿或者使用原因造成电缆或者电机的绝缘水平下降，不能满足要求；另一方面是由于综合保护器的误动作造成的，在EBZ-200B型掘进机电气控制系统中有对漏电闭锁保护试验的功能，可以通过试验按钮来确定保护的完好性。
查明原因后，应及时更换相应元件。
2.3电流变送器引起的相关故障
电流变送器主要为PLC提供各回路的运行电流大小，并将回路大电流转换为0-5V直流电压信号，送入模拟量输入模块EM231，以便PLC通过对回路电流的监控对电机的过流、过载、缺相的保护。电流变送器的好坏关系到整个回路运行的安全性。通常情况下，操作箱的液晶显示器会给出提示（某回路电流变送器故障），但没有给出是哪一相电流变送器损坏，需要利用数字万用表进行测量，确定哪一相电流变送器损坏。另外，在EBZ-200B型掘进机电气系统中，如果电流变送器的输出电压过高，则会造成电机过载、过流保护的误动作，在显示器上会显示某回路电机过载或者过流；如果电流变送器输出电压过低，会造成电机缺相保护的误动作，显示器会提示某回路缺相。
2.4控制元件PLC的故障点
PLC元件输出的故障原因有很多，主要是由于节点损坏和相关线路的虚接造成的。PLC有无输出可以观察输出端发光管，有输出亮，无输出暗，如无输出，可以观察PLC的状态显示灯，绿灯亮为正常和输入端发光管来确认，有输入亮，无输入暗来确认本回路相关输入情况，以确定故障原因，在排除上述故障的情况下，应重点检查按钮和相关线路（万用表可以测量）。另外，可以短接输入端来确认PLC输入端是否损坏。
结束语：
综上所述，在实际煤矿生产过程中，对于掘进机电气系统的维护和检修十分重要。因其机械设备在煤矿中的重要应用，所以要求工作人员要做到对设备结构做到深入了解，并能对故障做出及时准确判断。这样做不仅能在实际工作中增加掘进机的使用寿命，还能够提高工作效率，增加企业的经济利益。因此，做好掘进机电气系统的维护和检修工作对我国煤炭生产有着深远的意义。
参考文献：
[1]SIEMENS公司，SIMATICS7-200可编程控制器系统手册，2000.5.
[2]宋新宇.EBZ200B掘进机电气系统使用说明书，2012.01
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