KXB-200电控箱说明书

1 概述

1.1 产品特点

KXB-200/1140.660ZE矿用隔爆型掘进机电气控制箱（以下简称电控箱）、CXB-24矿用隔爆型掘进机操作箱（以下简称操作箱），其控制系统采用了一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，对数字量的逻辑控制、数据处理、运动控制、模拟量控制和通讯联网等功能的西门子可编程序控制器（以下简称PLC）S7-200，取代了老式的继电器控制系统，使控制系统更加可靠。减小了安装调试的工作量和维修的工作量，提高了抗干扰的能力。可满足1140V及660V 电压供电系统。通过设置操纵箱大屏幕汉字显示屏能够实时显示掘进机各系统的工作状态，满足对掘进机的控制、保护、显示、照明及信号等功能需求。

1.2主要用途及适用范围

电控箱适用于含有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的煤矿井下，在交流50HZ，电压1140V 或660V供电系统中，完成对掘进机电动机的起动、停止。同时对电动机及其电路进行保护。

被控电动机容量及规格见表1 表1

1.3 型式、规格、型号的组成及其代表意义

1.3.1 型式

矿用隔爆型ExdI

1.3.2 规格、型号的组成及其代表意义

控制箱部分：

KX B — 200 / 1140.660 ZE

掘进设备

额定电压

最大电机额定电流

矿用隔爆型

控制箱

操作箱部分：

CX B — 24

操作电压

矿用隔爆型

操作箱

1.4 控制箱技术特性

1.4.1 主要参数

主回路参数

a) 额定工作电压：660V、1140V；

b) 额定电流：200A （最大电机电流）

c) 标准频率：50HZ；

d) 工作制：长期工作制；

e) 使用类别： A

f) 接通分断能力：8Ie cosΦ0.35；

g) 极限分断能力：4500A

h) 电力电缆最大外径：Φ65

i) 线路电压正常工作范围为额定值的75%—110%

外形尺寸（长×宽×高）

电控箱外形尺寸 1030×730×550 mm

操作箱外形尺寸 490×340×280 mm

4. 重量电控箱重量为495Kg。其中操作箱重量为45㎏。

1.4.2 主要性能

漏电闭锁保护动作值（见表2）表2

断相保护特性（见表3）表3

过电流及反时限过载保护特性动作值（见表4）表4

动作误差±10%

1.5 使用环境条件

a)海拔高度不超过2000m；

b)环境温度：-5°C～+40°C；

c)空气相对湿度不大于95%（+25°C）；

d)在具有甲烷及煤尘爆炸性气体混合物的危险场所；

e)无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体和蒸汽的场所；

f)与水平安装倾斜度不超过15°；

g)无滴水及水浸入、能防止雨雪的场所；

h)污染等级：3级；

i)安装类别：Ⅲ类。

2 结构、工作原理及调试

2.1结构（见附图）

电控箱由操作箱、主腔门盖、主控单元、接线箱、隔爆外壳等部份组成。

2.1.1操作箱

图1 CXB—24E操作箱面板图

主要由以下器件组成：

a)显示屏

b)万能转换开关

c)行程开关

操作箱（面板布置见图1）控制开关功能如下：

SA1电源开关控制操纵箱24V电源 SA3支护、复位开关 SA2油泵电机控制开关 SA4截割电机控制开关

SA5转载电机控制开关 SB3警铃按钮 SB4急停按钮

2.1.2操作箱主腔门盖（元件布置见图2）

操作箱主腔门盖主要包括显示器、万能转换开关、行程开关。

图2 操作箱主腔门盖

2.1.3 操作箱后接线箱

图3 操作箱后接线箱接线示意图

2.1.4 控制箱主腔门盖（元件布置见图2）

控制箱主腔门盖主要包括稳压电源、PLC控制系统、传感器、继电器和多芯插座CZ1、CZ2、CZ3等。

开门时需先按下门盖外右侧的急停按钮JT，转动隔离开关手柄至停止位置，

图4 控制箱主腔门盖内

2.1.5控制箱主控单元

主控单元（见图3）主要由以下器件组成：

a) 真空交流接触器CKJ1—CKJ3（用于闭合及分断所控电动机的电路）

b) 控制变压器T1、T2

c) 一次1140V熔断器FU1，二次熔断器FU2—FU9

d) 电流互感器LH1A—LH1C LH2A—LH2C LH3A─LH3C

e) 继电器BJ1—BJ3

f) 阻容吸收装置RC1—RC3

g) 隔离开关GHK

图5 主控部件示意图

2.1.6 接线箱

图6 接线箱平面布置图

a) 电源线柱 A B C

b) 负荷接线柱A1 B1 C1，A2 B2 C2，A3 B3 C3

c) 七芯接线柱JD1、JD2、JD3、JD4

d) 接线端子排K1～K26

注：七芯接线柱JD1、JD2、JD3、JD4与接线端子排K1～K25接线见表5 表5

2.2 工作原理（见附图）

电控箱采用PLC完成对控制信号的采集；对主回路的通断控制；对故障发生时的综合保护及故障状态的显示。

2.2.1主回路：

a）主回路交流电压通过隔离开关GHK后，其中一路经熔断器FU1送入控制变压器T1、T2，另一路为油泵、截割和转载电动机提供电源。

b）油泵电动机电路以真空接触器CKJ1作为通断开关，过电压保护RC1吸收主回路的操作过电压，通过互感器LH1A-LH1C和传感器CGQ1I为模拟量输入模块AI1提供电流信号，用以判断工作电流并实现过载、短路、断相保护。

c）截割电动机电路以真空接触器CKJ2作为通断开关，过电压保护器RC2吸收主回路的操作过电压,通过互感器LH2A-LH2C和传感器CGQ2I为模拟量输入模块AI2提供电流信号，用以判断工作电流及实现过载，短路和断相保护。

d）转载电动机电路以真空接触器CKJ3作为通断开关，过电压保护RC3吸收主回路操作过电压，通过互感器LH3A-LH3C和传感器CGQ3I为模拟量输入模块AI3提供电流信号，用以判断工作电流并实现过载，短路和断相保护。

e）此时PLC检测各系统状态。在各系统正常的情况下，PLC内置程序为油泵﹑截割﹑转载电动机的起动做准备。司机可以通过操纵箱显示屏了解掘进机工作状态。

2.2.2控制回路：

警铃及油泵电动机起动与停止

a）按动信号按钮SB3，起动信号输入至PLC I0.5。PLC的输出端Q0.5接通继电器K4吸合，警铃DL即响，声响时间3S，在铃响3S内允许油泵电动机起动，否则须重新打铃警告，才能起动油泵电动机。油泵运转后铃声即断为启动切割电机做好准备。

b）油泵转动至起动位置，起动信号输入至PLCI0.7。警铃响后3S内，如电动机回路无故障，PLC的输出端Q0.2接通继电器K1吸合，真空接触器CKJ1吸合，油泵电动机运转，即可松开油泵电动机的开关SA3。油泵运转后铃声即断为启动切割电机做好准备。当油泵开关转至停止位置，停止信号输入PLC I1.0，油泵电动机即停转。

截割电动机起动与停止

油泵电动机运转后，支护开关SA2处于运行位置，电动机回路无故障等条件下，这时需重新打铃警告，在铃响3-12S内转动截割电动机的开关SA4，启动信号输入PLC I1.1，PLC输出端Q0.3接通继电器K2吸合，真空接触器CKJ2吸合，截割电动机运转，即可松开截割开关。若12S 内还未起动截割电动机，则需重新打信号警告，才能起动。开关转至停止位置时，停止信号输入PLC I1.2，截割电动机即停转。

转载电动机起动与停止

转动转载开关SA5至起动位置。在电动机回路无故障下，启动信号输入PLC I1.3，PLC的输出端Q0.4接通继电器K3吸合，真空接触器CKJ3吸合，转载电动机运转，即可松开转载开关。开关至停止位置时，停止信号输入PLC I1.4，转载电动机即停转。．

2.2.3保护回路

保护回路即漏电检测回路。以油泵回路为例，该回路主要由检测电源板ZJD1、漏电闭锁继电器BJ1和传感器CGQ1L等组成，将漏电检测信号送入模拟量输入模块AI1完成漏电检测。

照明漏电保护由插件LDJ-24完成。照明回路正常时LDJ-24动作其常开接点闭合，照明继电器K5线圈得电吸合，送出照明电源。当照明回路发生漏电时，插件动作其所带常闭接点闭合，给PLC I0.0送入故障信号，显示屏显示照明漏电故障，常开接点打开，断开继电器线圈电源，照明电器K5切断照明回路电源。

2.3 调试

2.3.1电压调试的方法和意义

意义：

因本电控箱分别有两种电压等级它们保护的电机不一样，所以在使用中要根据电压等级进行调整。

方法：

用显示屏下的按键进行调整（按键定义见表6）

2.3.2 显示屏

显示器面板及各键功能（见图8、表6）

显示器

图8显示窗面板

1. 首先用下翻键翻到该画面

2. 打开口令在修改数据之前，必须首先打开系统口令。按键打开口令，按ENT 确认

出现该画面（口令为1966）

按“∧”键或“∨”键输入口令值，按“ENT ”键确认 如果口令正确，画面显示：

口令打开后按

键返回参数设定画面，按相应的画面提示进行电压调整（660V ,1140V ）调整完毕后按

ENT 键确认结果，最后按

键返回主画面。

2.3.3 显示器显示画面

画面：

此画面为各电动机没有工作时的显示画面 a) 电压：此处可显示系统工作电压1140V 或是660V b) “瓦斯正常”为正常显示；故障时显示“瓦斯故障”

c) 油泵电流、截割电流和转载电流：显示实际工作电流，指示灯反色。故障显示区显示“正常”、“短路”、“过载”、“断相”和“漏电”。只有漏电故障再故障排除后能自行恢复，其余只能

[]

用支护复位开关再故障排除后进行复位才能开车。正常工作画面：注：图示中xxx为电机实际电流数值

故障画面：

紧急停车画面：

3．操作使用(见附图)

开门时需先拉出门盖外右侧的急停按钮，转动隔离换相开关手柄至停止位置再用螺丝刀顺时针转动机械联锁顶杆，旋至闭锁块平面以内，然后提起电控箱左侧固定于铰链上的操作手柄，将门盖向上抬高大约30mm后（不得过高），拉动门盖右侧拉手，将门打开。关门时，用手平提铰链上的操作手柄，转动门盖将其合拢，然后将电控箱左侧的操作手柄压下，将门盖下压到位，再用螺丝刀逆时针转动机械联锁顶杆，旋至闭锁块平面以外。

起停控制

合上隔离开关，拉出控制箱急停按钮和操作箱急停按钮，将操纵箱上的电源开关打到通的位置，这时操作箱显示屏显示正常画面，按动警铃按钮警铃即响，声响时间12S。在响后3-12S 内转动油泵启动开关可以启动油泵电机。在油泵启动后需重新打铃警告，在3-12S内可以启动切割电机。否则需重新按上述步骤操作。转载电机不受限制。

油泵启动

按下警铃开关SB3，发出告警信号，在3－12S内向左扳动SA2油泵开关（油泵开位），油泵启动。

油泵停止

向右扳动SA2油泵开关（油泵停位），油泵停止。

截割启动

把支护复位开关SA3扳至运行位置（中间位置），否则截割电机不启动。

在油泵启动后，再次按下警铃开关SB3，在3－12S内向左扳动SA4截割开关（截割开位），截割电机启动。

截割停止

向右扳动SA4截割开关（截割停位），截割停止。

转载启动

向左扳动SA5转载开关（转载开位），转载启动。

转载停止

向右扳动SA5转载开关（转载停位），转载停止。

紧急停车

把急停按钮SB4向里推进，此时油泵、截割、转载全部停止。急停按钮有两个，一个在控制箱上，一个在操作箱上，按其中任何一个按钮都可以急停。

当紧急停车完毕后，应拉出急停按钮向右扳动，支护复位开关SA3进行复位，为下一次启动作准备。

故障停车

当系统发生漏电、过载、断相、瓦斯超标、截割电机温度超温等任一故障时，与其相对应的控制电机将停止运行，排除故障并进行复位后方可再次启动。

4.安全使用须知

a) 电控箱安装使用前应检查在运输过程中有无损坏，各部件及线路接线有无松动，发现问题应及时处理。

b) 使用前须检查控制变压器接线是否与电网电压一致，出厂时控制变压器原边接线为1140V，否则调整。

c) 防爆接合面应定期涂油防锈。

d) 运行前，须对电控箱进行模拟故障检查。确认动作正常，显示正确后再投入运行。

e) 为避免设备损坏和发生人身危险,电控箱运行时，严禁带电打开主腔门和接线箱盖、严

禁修改电控箱运行参数;检修时，严禁带电插拔内部插头和元件；。

f) 在井下装卸及搬运过程中，严禁翻滚电控箱。

g) 当操作者离开前，必须按压电控箱上的急停按钮，将隔离开关回复至停止位置，然后再将急停按钮拉出。操作箱上的电源开关转至“断”位置。

h) 电动机首次接电源时，先使其微动，以确定旋转方向。

i)开门或开盖前，必须事先将外部灰尘、煤粉清扫掉。

j)支护时为了防止截割电动机误起动，在支护时必须把支护开关SA2转至支护位置。

k)电控箱停电搁置不用超过15天，再次使用前必须检查电控箱各项参数是否符合各自选用的工作方式。确保电控箱正常安全工作。

5.故障分析与排除

常见故障及处理，见表7 表7

6 .安全保护装置及事故处理

机械联锁装置是电控箱的安全保护装置。严禁拆卸、损坏机械联锁装置。机械联锁装置发生故障时，电控箱不能使用。待修理或更换好后才许使用，以保证电控箱使用过程中的人身安全。

7 保养、维修

a）使用过程中应及时对防爆面涂油防锈。每天工作前应检查各连接件、紧固件是否可靠，

否则应做出相应的处理；闲置的接线嘴要用金属堵板、密封圈密封。

b）维修时,严禁在电控箱带电状态下进行。若需要更换元器件，必须按附表要求选配,严禁擅自更改电器元件的参数，否则可能引起设备及人身事故。设备运行时，严禁拆除机械联锁装置。

8 运输、贮存

a）电控箱在吊装、运输过程中应严格按照包装箱上所给出的标识符号执行。

b）电控箱应严格按照设使用环境条件贮存。

9 开箱及检查

a）开箱时应注意不要损坏电控箱和操作箱本体。

b）开箱后应检查外观是否有破损，按“装箱单”检查随机附件是否齐全。

随机附件包括：

装箱单1份

产品合格证1份

产品使用说明书1份

10 定货规范

a) 型号

b) 订购台数

11 其他事项

生产厂家信守合同，保证产品质量。用户在使用中发现产品有问题，请及时与厂家联系，生产厂将提供产品的售后服务及技术支持。

12 附表和附图

附表一：各输入口与输出口对应关系表

附表二：主要部件选配表