煤矿S150综掘机电控系统深入研究

【摘 要】近年来的社会发展中，随着煤矿开采技术的日益进步，以综掘机为主的掘进工作已经广泛的应用在各地煤矿开采中，成为整个工作领域工作人员研究的核心课题。在煤矿开采工作中，要想确保生产安全、生产效率和生产质量，就必须要结合实际情况科学的选用综掘机，实现综掘机与机电控制系统的协调一致的工作。S150作为目前较为常见的煤矿综掘技术，在今天越来越受到业内人员的关注。本文就煤矿S150综掘机电控制系统存在问题进行了分析，就其在煤矿开采中的应用和改造做了探讨。

【关键词】煤矿开采；选型；改进

综合机械化的采用是目前煤矿开采工作实现现代化、高新化发展的主要标志，也是提高煤矿生产效率、保障煤矿安全的核心内容。在工作中，要想保证生产的安全、高效，就必须要在工作中根据实际工作条件为基础，结合综合开采面选择合理的机械和设备，从而实现高效、安全采煤工作需求，并且与此同时要做好相关的管理和控制。

1.S150综掘机概述

随着社会生产力和科学技术的发展，我国机械工业也得到了长足的进展。综合机械掘进设备的应用日益广泛，也促使了综掘机设备的不断更新和升级。截至目前，综掘机设备的应用已经趋于普及，广泛的应用在很多煤矿开采生产中，但是截至目前仍然没有任何一种综掘机械设备能够完全适应各种有关地质条件和工作要求，这就需要我们在工作中对综掘机设备进行全面的分析与统计，以便于将综掘机的各项性能都能够得到有效的发挥，最终实现最佳掘进工作效果。S150综掘机作为目前较为常见的一种综掘机设备，其在煤矿开采工作中极为常见，也是应用广泛的设备。

1.1 S150综掘机概念

S150综掘机是悬臂式掘进机中的一种，是由履带行走、截割头钻进、耙抓装渣、中间运输等多个环节共同够成的，同时其在应用中还存在着调动行灵活、可靠性强、工作效率高、安全系数高、超挖欠挖量小等优势的一种掘进设备。目前，我们工作中常说的S150掘进设备是一种机重为44.6t，定位截割宽度为5.0m，机长9.0m，经济截割硬度≤80，机宽为2.8m装载能力为210m/h机高为1.8m，履带行走速度为7.1/3.5m/min，切割功率为150/80KW，履带板宽550mm，装机总功率216KW，履带接地压强0.14MPa，切割头转速23/46rpm，油箱容量500L，定位截割高度4.8m，供电电源：1140V50Hz（660V）的一种设备结构。

1.2 S150在煤矿开采中的应用优势

在过去的煤矿开采中，由于综掘机设备的采用不合理、不科学、不实际等问题造成的能源浪费，开采能力损耗以及综掘工作效率受损等现象时有发生，不仅造成了严重的工作效益影响，也给工作人员生命财产造成极大的威胁。因此，在目前工作中，根据各煤矿、各个采矿区和工作面的实际情况选择合理的采矿机械十分关键，也是保障工作顺利进行的主要手段。在目前煤矿开采工作中，采用S150掘进机进行工作与传统的S100，S200M掘进机相同，是通过以EZQ300型的第二运输机作为主要的自卸车、梭车和皮带运输机等配套设施共同进行工作，是一种掘进速度快、效率高、作业连续程度高以及安全系数高的综合设备，因此在目前的工作中被广泛的应用在各地煤矿开采工作中，成为煤矿开采中最为常见的一种机械设备。

2.S150在煤矿开采工作中常见的系统问题

S1501综掘机作为目前煤矿开采工作中较为常见的一种综掘设备，其主要应用于煤矿矿井巷道的开挖，适用于各种含有大量瓦斯和煤尘的矿井之中，一般来说，其在中电源碘盐都是以660V为主的，其频率为50Hz，主要是由于矿用隔爆兼本质安全的电气箱和矿产用本质安全的操作箱共同组成的。在应用的过程中，电气箱主要是用来控制综掘机油箱功能的，是实现过载、短路、漏电等问题保护和预防的主要手段，也是电气系统中实现回路控制、插拔控制的主要手段。但是在应用中由于容易受到外界因素的影响而造成了整个开关、元器件、接触器容易出现松动现象，从而损坏了整个回路控制器，甚至是造成电力系统整个环节出现熔断现象。一般来说，在目前的S150综掘机设备采用中，常见的现象主要包含有回路失灵、开关内缺少接触器回路等问题。

3.系统改造措施

基于上述工作中存在的种种问题，在目前的煤矿采掘工作中，做好S150综掘机的机电系统改进极为重要，也是实现整个工程工作顺利、持续、科学迈进的主要手段。目前，我们常见的系统改造要点有以下几个环节。

3.1硬件结构改造

在系统原主回路控制回路中增加一个主接触器KM3备用回路，油泵电机和备用电机控制接触器改用CKJ5/1140型接触器，控制电压AC220V，切割电机控制接触器采用250A；原三个变压器TC1、TC2、TC3由一个主变压器TC（输入ACl140V/660V，输出AC220V、36V、127V）替代；采用两个线圈控制电压为AC220V的交流中间接触器代替原有三个控制电压AC36V中间接触器；在PLC输出端连接小型36V继电器。

3.2 PLC电路设计

本系统采用FX2N一32M系列控制器，其输Ⅳ输出点数为16点，采用模块组件，其运行速度快、控制可靠、安装灵活、扩展方便、性能价格比高。主要性能特点为：

3.2.1可靠性高

I/O均采用光电耦合，二次电路设有C—R滤波器，防止混入输入接点的振动噪声和输入线的噪声引起误动作，具有很强的抗干扰能力，能用于较恶劣的环境。

3.2.2抗干扰性好

采用模块结构和软件控制，省去硬件开发工作，大大提高了系统的抗干扰性。

3.2.3通用性好

在不改变硬件的情况下，修改PLC的内部软件，可实现不同的控制要求，大大减少了调试工作量，提高了工作效率。

3.2.4增加接口板

增加RS-232BD接口板后，可方便地实现与上位机之间的通信。

3.3控制回路功能实现

前级馈电开关供660V三相交流电，操作隔离开关HK手柄，主固路有电；变压器TC得电，变压器副边供电后，PLC控制模块获得电源进行自动复位和程序装载动作，系统自动完成漏电检测和煤巷瓦斯检测正常以后；中间接触器JC1、JC2线圈接通36V电压，常开触点闭合，预警防爆电铃电路得电，照明回路有电灯亮，控制回路完成油泵电机、切割电机的启动准备动作。工作时，按下操作箱上的警铃按钮SB9后，启动油泵按钮SB2，小型继电器K1线圈得电，主接触器KM1线圈得电，油泵电机启动；按下远停SB1、或油泵停止按钮SB3，将停止油泵电机的运转。油泵电机运行以后，按下SB4，启动切割电机回路，继电器I/2线圈得电，常开触点闭合，切割接触器KM2线圈得电吸合，切割电机运转，按下SB5或SB1，切割电机停止工作。备用按钮在使用备用接触器时进行运行控制；系统的支护功能原理与原系统相同。为了更直观的显示油泵电机和切割电机工作状态，以及电机运行温度、负载情况，在操作箱内可以加装显示模块，通过上下翻页按钮操作可以很好的记录观测电机总体运行状况，以便更好地控制安全生产。

4.结语

近年来，随着社会生产技术的进步，各种新型产品不断涌现了出来，同时对于电气系统的改造与优化也提出了发展新要求。PLC作为目前电气控制系统中极为常见的一种，将S150综掘机电气控制系统利用PLC技术进行改造，使保护功能齐全，安全性能更加可靠，能满足各类煤矿巷道掘进生产的需要。

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