KHP121-Z煤矿用隔爆兼本质安全型带式输送机保护装置讲课课件.ppt

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1、KHP121-Z煤矿用隔爆兼本质安全型带式输送机保护装置,Jiaozuo Huafei Electronic&Electric Co.,Ltd.,焦作华飞电子电器股份有限公司,一、概述 1.井下皮带输送机的作用,将采煤工作面的煤运到井底，然后由箕斗提到地面。有的是将采煤工作面的煤运到井底大巷流煤眼，由矿车运到井底，再由箕斗提到地面。如果是斜井时，皮带可以直接将采煤工作面的煤运到地面。,2.输送机的控制方式,输送机的控制方式是在不断更新发展的。一开始由人工就地直接操作开关进行分台控制，后来利用开关进行集中控制，再后来发展到用电子技术制成的控制装置进行控制，现在又发展到智能随机控制。人工就地分台控

2、制方式：是最原始的方式特点：每台由一名司机操作，并监视该台运行情况。优点：操作简单，维护工作量少。存在两个缺点：一是需要人员多，每台至少需一名专职司机；二是其他外在因素，经常有意外事故发生，影响生产正常进行。,集中控制方式：比人工就地方式进一步利用开关的功能进行集中控制：由两个同时动作的开关控制启动或停止。由于后边台36V控制端线太长，有时开关吸合不可靠。利用电子控制装置进行集中控制：在我国60年代开始发展起来，它是在整个运输线上新增设一套集中控制装置。由一名司机在装载点操纵全部输送机。特点：全部输送机要开都开，要停都停。,优点：节省人力，可靠性强。缺点：输送机无效运行时间长，浪费大量电能，严

3、重增加设备的无效磨损，设备的使用寿命缩短。随机控制方式这种控制方式是80年代开始发展起来的。特点：用物流传感器控制前一台开车和停车。有煤就开车，无煤就停车。开车或停车取决于有煤或无煤，这种不确定性即随机性，故叫随机控制。,优点：节省人员，操作方便，降低电耗，减少磨损，延长了设备的使用寿命，节约了材料。,二、KHP121-Z控制箱的特点,1、主要用途 本产品的主要作用是用来控制井下的胶带输送机，刮板输送机的运行；并对输送机在运行过程中发生的各种故障进行相应的保护。可作为多台带式输送机的自动控制器和保护器。2、适用范围本产品适用于具有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的矿井中，用来对带式输送机进行综合保护及

4、控制，也可用于刮板输送机的集中（随机）控制和保护。,3、产品主要特点,控制方式：集中方式和随机方式保护功能：煤仓高、低煤位保护，机头下煤位保护、速度、跑偏、撕裂、温度、烟雾。保护提示：语言报警、状态显示。循检显示：可以监测任何一台的工作状态通讯功能：可以实现各台之间的数据通讯及通话功能，并且通讯距离长，最远可达10Km。故障处理：有自动洒水降温功能掉电处理：显示报警电路结构：主控电路核心为单片机，具有性能先进，功耗低，安全性能好，电路结构简 单，可靠性高,输送机控制装置有两种控制方式，即集中方式和随机方式，这两种方式是针对两台以上输送机联机情况而言的。另外该输送机也可以根据需要设置为单台工作。

5、,4、控制方式,特点是：主机的运行停止由人工操作，所有分机运行停止由主机控制，主机开车后，分机依次延时开车;主机停车后，分机瞬时同时停车;在该种控制方式下机头下物流传感器不起作用，其主要是针对随机控制方式的。优点是：节省人力，可靠性强。,集中控制,集中控制示意图,随机控制,特点：除末台以外所有运输机均是通过其后一台的物流传感器动作控制该台运输机的运行与停止，即任何一台的开停都是由后一台的物流传感器来控制，从而实现了有煤自动开车，无煤自动停车的随机控制优点：节省人员，操作方便，降低电耗，减少磨损，节约材料，延长了设备的使用寿命。,随机控制示意图,保护功能,输送机控制装置有煤仓高、低煤位保护，机头

6、下煤位保护、速度保护、跑偏保护、撕裂保护、温度保护、烟雾保护等全方位的保护功能。,保护提示功能,语言报警：通过不同的语言报警来提示运输机在运行过程发生的相应故障，以便工作人员能够及时的了解运输机的工作状况.状态显示：可以通过观察窗及时的了解任何一台装置的运行状况及故障信息.,这两种保护提示均能给工作人员提供明确的故障信息，使检修更加快捷方便。,通话及打点功能,每台装置都设有送话器和扬声器，工作人员可以通过简单的按钮设置和任何一台装置的工作人员进行通话，以便工作人员能够针对装置的运行状况及时交流，特别是在检修故障时，带来了很大的便利。在单机运行的情况下，还可以通过人为打点来通知下一台装置运行或停

7、止。,掉电处理,末台掉电：总台数将自动减少一台，并且不会影响影响整条皮带线的工作。例如：5号皮带为末台，当5号皮带掉电时，4号皮带将变为末台，并且皮带线上的总台数将变为4。如果5号皮带重新上电，则总台数自动变为5，并且末台变为5号皮带。非末台掉电：除了末台其它台掉电，它的上一台（比它台号大）将会报通讯故障，并且在巡检时会显示掉电信息 例如：皮带线上有5条皮带。当3号皮带掉电时，4号皮带停车并语音报警，并且在屏幕巡检时会显示3号皮带掉电信息。当3号重新上电后，4号皮带故障自动消失，全线正常运行。,单机构成,煤位传感器,通讯总线,温度传感器,速度传感器,跑偏传感器,撕带传感器,烟雾传感器,控制箱,

8、电机1启动器,电机2启动器,撒水装置,物流传感器,音频总线,拉绳开关,三、随机控制箱主要结构及 保护功能,1、主机控制箱：由防爆箱及本安箱连在一起组成。防爆箱：防止电路产生火花引起爆炸，造成人员伤亡。电源板：把36V/127V交流电变成稳定的12V直流电提供给控制箱中的电路板和外接的传感器使用。本安箱：内部有主控板和显示板。主控板：主控板是控制箱的大脑，相当于电脑的CPU,主要对外部数据进行处理并执行相应的动作。显示板：便于现场人员分析输送机的工作状态，给处理问题提供方便，每台控制箱上均设有工作状态显示，通过液晶屏幕显示出的汉字可以一目了然地看到正在显示的那台运输机的工作状态。,2、主机功能：

9、,1主机能够对带式输送机进行开停控制，能够实现带式输送机的运行与输送带打滑、堆煤、跑偏、超温洒水、烟雾、输送带撕裂、急停闭锁、通讯故障的监控和保护功能。2.主机具有起车预警、双电机启动和故障闭锁功能。当开车条件满足时，开始起车预警，起车预警持续时间10s。起车预警结束后，隔爆腔内输出控制接点K1闭合（同时K2闭合，K2为备用），带式输送机主电机和辅助电机同时开始起车。出现故障时，立即停车且起车功能无效。解除故障状态，人工恢复后，主机正常工作。,3、主机外观：,4、附件传感器,物流传感器：该传感器要求有煤运出时能及时准确的发出开机信号，机器振动不能使其误动作，不能因引线包扎绝缘不良而误动作，当有

10、过大的物体通过时也不能将其破坏，因而要有一定的安装高度，构件要有一定的机械强度，安装时要反复调整，务求灵敏可靠，线的包扎必须用塑料胶带。用两芯电缆线连接到控制箱相应端子上即可。,物流传感器外形,物流传感器原理,静态时，干簧管与磁钢距离较远，干簧管不吸合，不发出开车信号；当胶带机上有煤时，传感杆移动，干簧管与磁钢位置相对照，干簧管吸合，发出开车信号。下图为物流传感器的电气原理图。随机控制必须要有物流传感器。,煤位传感器：,应保证正常流煤时不误动作，机器震动不误动作，不因滴水或煤尘集聚而误动作，大块煤矸石碰撞后不能使其损坏。每部机尾安装的传感器，应保证当堆煤高度超过0.30.6m时能动作。煤仓中的

11、高低煤位传感器，可根据具体情况而定。煤位传感器的传导电极必须用钢绞线或钢丝绳，若确实没有，则也可用10mm钢筋（镀锌）代替。,位移式和电极式传感器原理 煤位保护作用的实现是通过传感器使主控 电路的DH和DL端得到低电位。对于电极式是传感杆与煤接触后，通过已接0V的大地得到低电位，而位移式开关使DH、DL与0V接通。,煤位传感器外形图,速度传感器,传感器应能保证在断带、烧电机、开关坏、机械部分损坏、皮带打滑等问题发生后及时将速度信号发出，还要保证运输机倒拉时不损坏它。因此传感器安装在机头后边的被动旋转体上，把磁钢固定在旋转体上，传感器安装在固定支架上，磁钢面与传感器面相距约5mm左右。用两芯电缆

12、线连接到控制箱相应端子上即可。,速度传感器的外形,速度传感器原理,速度传感器主要是由干簧管和磁钢构成。安装在被动旋转滚筒上的速度传感器运行到磁钢处时，干簧管受到磁场作用，无源常开点动作变为常闭点。,跑偏传感器,根据实际情况安装在合适位置，原则上应保证3050米处安装一个，该传感器一套由左右两个组成，安装时应保证不易产生误动作且动作可靠。从传感器中的LK、0（60开关）两端用两芯电缆线引出接到控制箱相应端子上即可。,跑偏传感器外形图,跑偏传感器原理,当皮带跑偏时，皮带就会拉动跑偏传感器的传感杆，当传感杆转动到60时，传感器中的LK、0两端接通，给控制箱发出一个控制信号。,横向撕裂传感器,具体安装

13、位置及数量可根据需要而定，该传感器一套由两个组成，两个之间用10mm钢筋硬性联接，安装时应保证动作可靠且不易产生误动作。从传感器中的LK、0两端用两芯电缆线引出接到控制箱相应端子上即可。,撕裂传感器外形图,撕裂传感器原理,当皮带发生横向撕裂时，皮带就会拉动横向撕裂传感器的传感杆，传感器中的LK、0两端接通，给控制箱发出一个控制信号。,双向拉绳开关,具体安装位置及数量可根据需要而定，但一般装在便于操作和观测的位置。从现有传感器中的LK、0两端用两芯电缆引出接到控制器相应端子上即可。,双向拉绳开关外形图,拉绳开关原理,双向拉绳开关采用杠杆凸轮结构，接线时只接1、2端子。正常工作时接点1与2断开、1

14、与3闭合；当有紧急情况拉动任意一侧拉绳时，通过杠杆作用驱动凸轮，使开关动作转换，接点1与2闭合、1与3断开，发出停机信号。拉绳开关动作后自动锁紧，待事故处理完毕后，可手动恢复开关至原始状态。,温度传感器,温度传感器安装在支架上，使温度传感器处于滚筒的中部并使感温面与滚筒外周相距10mm，用两芯电缆连接到控制箱相应端子上即可。,温度传感器外形图,温度传感器原理,当滚筒的温度超限（455），滚筒旁边的温度传感器将会起作用，此时传感器的输出接点闭合，控制装置温度保护电路动作，使执行部分切断电动机供电，起到温度保护作用。,烟雾传感器,烟雾传感器应悬挂在输送机机头顺风流方向后部5-6米处，以保证主滚筒因

15、摩擦产生烟雾时能立即起作用。若风速超过5m/秒，应安上防风罩，风速低于5m/秒时可将防风罩去掉。烟雾传感器的电源（G+，0-）由控制装置或单独的电源箱供给，输出端YW连接到控制装置的烟雾保护输入端。,烟雾传感器外形图,烟雾传感器原理,该传感器的工作过程为，当巷道中因皮带磨擦等原因造成烟雾发生时，悬挂在巷道顶部的烟雾传感器起作用，输出电压变为0V，控制装置中的烟雾保护电路动作，切断电动机供电，使输送机停止运行，起到烟雾保护作用。,洒水装置,洒水装置是串在整条传输线中的，具体安装位置及数量可根据需要确定，但一定要安装在便于操作和观测的位置。,洒水装置外形图,洒水装置原理,当烟雾传感器或温度传感器动

16、作时，主控板上SS1和SS2接通，洒水电磁阀启动，进行洒水。,5.保护功能,机头下煤位保护随机控制方式下，如某台输送机发生事故不能运转或因煤矸石阻塞，或因煤仓已满而停车等原因使机头下堆煤后，则煤位保护电路动作，发出语言报警声，并使输送机立即停机。这时工作面如继续出煤，后边的输送机机尾将逐台依次发生堆煤，并使相应的输送机停运，直至自动地使转载机停止运行。输送机如果因机头堆煤而停运，这时纵然受到开车信号作用也不能运行，以避免事故扩大。在集中控制方式下，如某台输送机因煤矸石或其他物料堵塞使机头下堆煤后，则煤位保护电路动作，发出语言报警声，并使输送机立即停机。本台以后的各台输送机也同时停机。,煤仓煤位

17、保护,煤仓中设高、低两个煤位电极。煤仓由于无空车不能放煤时，煤位将逐步升高。当煤位上升到高位电极时，煤位保护动作。在随机方式下，从首台输送机开始各台输送机因机头堆煤依次停机。在集中方式下，从首台开始全线同时停车。当煤仓中煤位降低到低于低位电极时，煤位保护作用解除，从首台开始依次解除煤位信号自动开机，全线进入正常状态。设高低两个电极的目的是为了相对延长一些因煤位保护而使输送机停运的时间，避免开停频繁现象。,速度保护,如果某台输送机速度10s内均在额定带速70%以下，或者输送机速度等于或大于额定速度110%以上时，速度保护电路起作用，使执行部分动作，切断电动机供电，以避免事故扩大。速度保护时持续发

18、出语言报警声，想停止报警声时可将急停开关打到“停本台”位置（闭锁），报警声音停止，维修人员才可以处理故障，故障解除后再打到“正常”位置，控制装置会自动进入正常运行状态。,温度保护,当皮带打滑时，因摩擦会使滚筒温度升高，紧靠滚筒安装的温度传感器动作，引起执行部分动作，发出语言报警的同时切断电动机供电并启动洒水装置洒水降温。只有在故障解除后才自动恢复运行。,跑偏保护,输送机在运行过程中因机械部分或其他原因造成胶带跑偏到一定程度时，跑偏传感器动作，发出语言报警的同时切断电动机供电。只有在故障解除后才自动恢复运行。,横向撕裂保护,当皮带横向撕裂后，会有部分下垂，下垂的皮带使撕裂传感器动作，引起执行部分

19、动作，切断电动机供电，发出语言报警声。此时可将急停开关打到“停本台”位置（闭锁），报警声音停止，维修人员可以开始处理故障，故障解除后再打到“正常”位置，控制装置便自动进入正常运行状态。,烟雾保护,当巷道中因皮带摩擦等原因造成烟雾发生时，悬挂在巷道顶部的烟雾传感器起作用，保护电路动作，引起执行部分动作，切断电动机供电，发出语言报警声，并能自动启动防爆电磁阀接通水源洒水降温。由于烟雾传感器保护后有自保作用，所以当烟雾故障解除后还会继续报警，此时必须将控制装置停送一下电才能恢复正常运行。,沿线停车保护,若在沿输送机的运输线上任意点需要停车时，拉动拉绳开关两侧的钢丝绳，控制装置能立即使执行部分动作，切

20、断电动机供电，发出语言报警声并闭锁。需要再开车时手动恢复拉绳开关解锁到正常位置，方可使输送机投入正常运转。,急停闭锁,主机正面右下角设有“停本台 正常 停外台”的急停闭锁开关，利用该开关的左右拨动，可对本台或前台输送机实现急停闭锁。处于急停闭锁状态的输送机不仅能立即停转，同时再来开车信号也不能运转。当出现故障时，为保证维修人员的安全，可将急停闭锁开关拨至“停本台”位置、磁力启动器打在停止位置后再处理故障，将急停闭锁开关拨至“停本台”位置还可使语言报警声停止。故障排除后，再将磁力启动器恢复到工作状态、急停闭锁开关拨回“正常”位置，方可使输送机投入正常运转。,集中显示,为便于现场人员分析输送机的工

21、作状态，给处理问题提供方便，每台控制装置的控制箱上均设有工作状态显示，通过汉字液晶屏显示，可以一目了然地看到正在显示的那台输送机的工作状态。汉字液晶屏自动巡检总线上各台输送机的工作状态，每2s更新一次。其中第一行显示本台的工作状态，第二行循环显示总线上各台输送机的工作状态。例如：2号机在巡检到3号机时，假设3号机运行正常，则汉字液晶屏显示内容如下：【本台号：2 运行】【巡检号：3 运行】若当时3号机报超温故障，则汉字液晶屏显示内容如下：【本台号：2 运行】【巡检号：3 超温】,讯号联系与讲话,控制器前面板安装有讯号按钮，需要联系时按动按钮即可；需要讲话联系时，按下送话器按钮即可讲话，话音清晰宏

22、亮，噪声小。讲话方式是半双工，同一时刻只能允许一个人讲话。讲话打点优先控制，当正在语音报警时，如果由本台或外台讲话打点时，会中断报警声，避免干扰讲话或打点。,四、KHP121-Z输送机保护装置的参数设置及使用,1.参数设置,参数说明,随机集中方式：出厂设置为集中方式，用户需要随机方式运行时须将该参数修改为随机。联机单机方式：出厂设置为单机运行方式，尽量使用户安装后在不修改参数的情况下能工作。需联机操作时必须将运输线上每部输送机的该项参数修改为联机，以避免引起失控。本台编号：是指相对于煤仓处（1#）这台主机的位置号，控制第一部皮带的编号为1，第二部为2，依次类推。正常速度：指运输机正常运转时的额

23、定速度。通过计算可获得该速度对应的频率设定值。设输送机的正常速度为V(m/s)，被动滚筒直径为D(mm)，M个磁钢安在被动滚筒上，那么对应的频率设定值是M(VD)*1000，单位(Hz)。磁钢个数：指被动滚筒上安装的磁钢数。滚筒直径：指被动滚筒直径。皮带长度：指本台主机控制的皮带的圆周长度。根据此长度和正常速度确定该台运转半圈所用的时间，再加上5s作为该台延时停车时间值（随机时），单位：秒。,参数设置方法,主机通电后，按下设置按钮直到显示【输入密码：0000】后松开，此时再按“”按钮和“”按钮输入密码“1234”，后再按下“设置”按钮，显示【随机集中：】进入参数设置。若设置好或不修改该项参数，

24、再按一次“设置”按钮可转换到下一项参数设定。注意：当屏幕显示【输入密码：0000】时，用户有20秒的输入密码时间，如果在20秒内没有输入完密码，屏幕将自动返回到巡检状态。,随机方式开、停机,开机：确认各台参数正确、接线无误后系统便可投入运转。对现有矿井来说，工作面开采眼输送机和转载机（或下平槽）一般由人工直接控制。当开采眼有煤流出时，司机按下转载机控制按钮，转载机开始运行。末台主机也必须由人工操作开机（即必须将人工开关拨至“人工开”位置），然后整条运输线才能运转。当末台的“物流WL”传感器碰到煤时，主机会自动向中间台发开机信号，中间台接收到开机信号后，按照预先设定的启动预警时间发出开机预警讯号

25、后开始运转。如此依次类推，直到最外边的首台运转，将煤源源不断地运到煤仓。,停机：输送机正常运行过程中，如果工作面停止出煤，转载机由人工控制停机，末台主机也由人工操作停机（即必须将人工开关拨至“人工停”位置），当末台输送机上无煤时，中间台接收不到开机信号，中间台把煤运完后自动停机，中间台停机后，又停止向首台输送机发送开机信号，首台输送机把煤运完后也自动停机。如此依次进行，整条运输线顺煤流方向逐台停止运行，最后全线停机。每台输送机之所以能把煤运完才停止，是由于主机根据皮带长度和正常速度计算有延时停机时间。全线停机后，煤被全部运至煤仓，整条运输线上不会有存煤现象。,开停机的随机性,由于每台输送机的开

26、停都是根据是否有煤可运决定的，而采煤工作面出煤又是断断续续的，故会出现中间台运行而里外都停机，或里外台都在运行而中间台停机的特殊运行情况，这也是本控制方式具有的独特工作性能。,集中方式开、停机,1号机（煤仓处）由人工控制开、停机，后面各台会跟随前面一台的开停而自动开停，“物流WL”传感器不起作用。各台开机时均预警，停机时全线瞬时动作。说明：工作面开采眼输送机和转载机（或下平槽）仍由人工直接控制。当中间某台因故需要停前台机时，可以拨停外台钮子开关，即可停止前一台车的运行，本台及后台也同时停车。恢复运行时，要把停外台钮子开关拨向正常位置。,五、故障分析与排除,五 使用注意事项及应急措施,1、在随机

27、方式下本控制装置的控制方式是后边的一台控制前边的一台，且运转特性是随机的，故要求在停止运转的输送机上(或在其附近)工作的人员，务必将该台急停闭锁开关打在“停本台”位置，以免自动运转造成伤害事故。2、该控制装置的各种保护作用，完全是由相应的传感器决定的，传感器工作的正常与否直接影响保护装置能否正确控制，所以任何人不得乱动传感器。3、输送机的各种运转情况，除语音报警外，完全由汉字液晶屏显示台位号和指示故障类型的。每个工作人员要积极熟悉辨别显示内容代表的工作状态，以便能快速判断输送机的工作状态。,4、本控制装置在控制箱上设有急停闭锁开关，此开关的作用是使本台(或前方一台)的输送机停止工作，但对直接操

28、作磁力开关无效，故为安全起见，使用控制箱上的急停闭锁开关后，还应将磁力启动器打在停止位置。急停闭锁开关使用后要及时复位（扳到“正常”位置），不得遗忘而造成失控情况。5、控制装置的控制箱为各自单独供电，一台无电源会造成联机方式下控制失常，因此应尽可能不停控制箱电源。6、工作人员应定期检查控制装置的操作环境，防止淋水，积尘，保护好航空插头不受磕碰，发现问题要及时处理。7、当通讯总线或主机通讯电路有问题时，在联机方式下各台的开停机便不能自动控制，系统无法正常运行。在保证安全的前提下，为了不影响出煤，可将各台转入“单机”运行方式。办法是：修改第2项参数（联机单机）为单机，然后用人工操作面板上开关即可。

29、待故障处理后一定将该项参数修改到原值，恢复正常联机控制。,8、若速度传感器本身有故障，该台是不能开机的。在保证安全的前提下，为暂时不影响生产，可依下述方法解决：将第4项参数“正常速度”设置为0即可。待故障处理后一定将该项参数修改过来，恢复速度监测控制。9、全线联机各台参数都设置好后，若无法正常运行，可将全线停送一下电，以确认。当全线正常开车后，再遇停车，开车，都不需要重新设置。10、主控板上有一个拨码开关（S2），其用法是：若是单台人工控制时，是不通讯的，此开关不管拨到ON位置（S2的上方）还是拨到OFF位置（S2的下方），都无所谓，但一般拨到OFF位置比较好，静态少消耗电流。若是多台联机控制时，是需要通讯的，此时首、末两台的S2必须拨到ON位置，而中间各台必须拨到OFF位置。例如，仅两台联机时，两台的S2都必须拨到ON位置；三台联机时，1号机和3号机的S2都必须拨到ON位置，中间的2号机S2应拨到OFF位置。联机台数再多时依次类推。（这项工作应在井上做好）11、在维修和使用中不得随意改变本安电路及与本安电路有关的元器件参数和规格型号。,谢谢大家,