電控系統(tǒng)作為掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，其能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行狀況。 兗州礦業(yè)（集團(tuán)） 公司機(jī)械制修廠采用PLC 對(duì)掘進(jìn)機(jī)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行集中控制與保護(hù)的電氣設(shè)備，屬于礦用隔爆兼本質(zhì)安全型組合電器。這個(gè)系統(tǒng)通過RS232 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，具有過載、短路、過欠壓、斷相等多種保護(hù)功能。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐表明，通過1 套這種掘進(jìn)機(jī)用電控系統(tǒng)即能夠可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的各種控制，最大限度地保障煤礦生產(chǎn)安全性及連續(xù)性。

（1）系統(tǒng)組成

由操作箱及電控箱兩部分組成。操作箱為隔爆型電氣設(shè)備，其防爆殼用鋼板焊接。 顯示器及控制按鈕均安裝在隔爆腔中，操作箱起到監(jiān)視和參數(shù)設(shè)定的作用，通過它可以了解到掘進(jìn)機(jī)的工作、故障及電動(dòng)機(jī)的參數(shù)等，還可以設(shè)定參數(shù)。 電控箱整體為長方形，位于掘進(jìn)機(jī)本體部的左后方，掘進(jìn)機(jī)的主要電氣元件都安裝在此裝置內(nèi)。電控箱為隔爆型兼本質(zhì)安全型電氣設(shè)備， 其隔爆殼體用鋼板焊制。殼體分上腔和下腔，均為隔爆型結(jié)構(gòu)。 下腔為控制腔，上腔為接線腔，通過接線嘴用電纜與電源、負(fù)載及其它元器件相連。 其供電電壓AC1140V 或者AC660V。 電控箱的控制系統(tǒng)使用模塊化設(shè)計(jì)，把PLC 等主要控制部件用不銹鋼盒封裝成1 個(gè)獨(dú)立的單元，僅留散熱口、接線端子接口，既增強(qiáng)PLC抗干擾性，又有利于防振、防潮，整體美觀，同時(shí)又方便設(shè)備安裝，使設(shè)備使用、維護(hù)更便捷。

（2）系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

①系統(tǒng)主回路。控制箱主要包括真空隔離換向開關(guān)、真空交流接觸器、電流互感器、漏電模塊及阻容吸收器等。 1 臺(tái)控制箱可以控制4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止，既可以與掘進(jìn)機(jī)配套使用，又可以作為組合開關(guān)使用。

②控制系統(tǒng)?？刂葡鋬H使用1 塊松下系列PLC為控制核心， 外加數(shù)字量擴(kuò)展模塊/模擬量擴(kuò)展模塊。 PLC 主要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，通過輸出信號(hào)控制各臺(tái)電氣設(shè)備的啟停操作與提供保護(hù)。PLC 還通過RS232 與操作箱通訊進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置及狀態(tài)、故障等信息顯示。 他們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口，使其能夠滿足更大功率、更全功能掘進(jìn)機(jī)發(fā)展的需要。

（3）系統(tǒng)保護(hù)功能

油泵管路壓力保護(hù)，設(shè)計(jì)控制箱時(shí)將油泵管路壓力考慮在內(nèi)，PLC 接收到壓力傳感器壓力信號(hào)，經(jīng)過隔離柵處理后實(shí)現(xiàn)壓力高、低保護(hù)，并在顯示屏上顯示油泵管路的實(shí)時(shí)壓力；

電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)， 隔離柵將電動(dòng)機(jī)PT100 溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，PLC 將此信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較判斷。電動(dòng)機(jī)溫度過高時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)相應(yīng)回路的接觸器，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；

過載保護(hù)，反時(shí)限特性能夠?qū)崿F(xiàn)過載、短路保護(hù)動(dòng)作， 如截割額定電壓1140V 時(shí)額定電流設(shè)定100A，電流采樣變換后送入PLC 處理，并與存放的整定電流值比較，PLC 按照比較結(jié)果發(fā)出指令斷開相應(yīng)的故障回路，顯示和記憶故障類型及故障時(shí)的參數(shù)，按照過載倍數(shù)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)選擇過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；

過、欠壓保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)電壓高于額定電壓115%或低于額定電壓75%時(shí)過壓或欠壓動(dòng)作保護(hù)；

漏電保護(hù)，各支路合閘前采取附加直流電壓方法對(duì)供電線路對(duì)地絕緣情況進(jìn)行檢測(cè)，絕緣電阻低于漏電閉鎖阻值時(shí)閉鎖合閘，主電路絕緣阻值上升到閉鎖值1.5 倍時(shí)自動(dòng)解除漏電閉鎖，漏電閉鎖保護(hù)僅在開關(guān)分閘待機(jī)時(shí)才投入檢測(cè)運(yùn)行，開關(guān)合閘運(yùn)行后立即退出；

瓦斯保護(hù)，礦井瓦斯含量超過額定值時(shí)瓦斯含量檢測(cè)斷電儀提供信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)停電實(shí)現(xiàn)保護(hù)；

缺相保護(hù)，求出三相電流最大值和平均值作為斷相及不平衡的判據(jù)， 電動(dòng)機(jī)主回路發(fā)生缺相現(xiàn)象，控制箱PLC 斷開缺相接觸器，操作箱顯示屏顯示電動(dòng)機(jī)缺相；

油溫過高保護(hù)。安全隔離柵將溫度傳感器的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，PLC 接收到此電壓信號(hào)后與安全值進(jìn)行比較，液壓油溫度超過規(guī)定值時(shí)切斷油泵電源；

緊急停車閉鎖保護(hù)，按下“緊急停車”按鈕時(shí)顯示屏顯示“閉鎖停車”，保護(hù)器同時(shí)動(dòng)作，切斷各回路接觸器電源。

（4）連鎖控制功能

油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前進(jìn)行語言報(bào)警，延時(shí)后油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；只有當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，才能夠發(fā)出截割電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)“報(bào)警”；截割電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前必須發(fā)“報(bào)警”信號(hào)，“報(bào)警”鳴響延時(shí)到設(shè)定時(shí)間后，截割電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)，截割電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后“報(bào)警”自動(dòng)停止；系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)支護(hù)閉鎖功能，轉(zhuǎn)換開關(guān)指向“正常”時(shí)油泵、截割和第二運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)機(jī)可以正常按順序啟動(dòng)，轉(zhuǎn)換開關(guān)指向“支護(hù)”時(shí)油泵可以啟動(dòng)，截割和第二運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)機(jī)不允許啟動(dòng)；油水分離控制功能，控制箱內(nèi)部安裝掘進(jìn)機(jī)油水分離器主回路及控制回路，控制油水分離器電動(dòng)機(jī)的工作，起到凈化液壓系統(tǒng)的作用；根據(jù)用戶要求實(shí)現(xiàn)普通組合開關(guān)具備的順序起動(dòng)等控制功能。

（5）遙控功能

此電控系統(tǒng)內(nèi)部裝有接收裝置，通過遙控器遙控掘進(jìn)機(jī)電氣設(shè)備、液壓系統(tǒng)各設(shè)備的動(dòng)作，通過遙控器控制油泵電動(dòng)機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)、第二運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)機(jī)的啟停等動(dòng)作功能，遙控第一運(yùn)輸機(jī)、行走、星輪等液壓系統(tǒng)的動(dòng)作。這種掘進(jìn)機(jī)電控系統(tǒng)采用一系列抗干擾措施后，工作可靠性更加提高。 系統(tǒng)以PLC 為中央處理單元， 不僅增強(qiáng)保護(hù)的靈活性及快速性，而且建立良好的人機(jī)互動(dòng)界面，提高判斷故障和排除故障的效率。在控制容量上留有足夠的余量，為以后掘進(jìn)機(jī)控制功能的增加提供擴(kuò)展空間，提高系統(tǒng)靈活性。 遙控功能的實(shí)現(xiàn)使操作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域控制掘進(jìn)機(jī)，提升產(chǎn)品整體性能。