這篇電氣工程師論文發(fā)表了煤礦掘進機電氣系統(tǒng)保護與故障診斷，隨著機械化的迅速推進，煤礦生產(chǎn)所需的各項機械設(shè)備也獲得了全方位的改進，掘進機是否具備優(yōu)良的性能，在根本上決定著煤礦開采的綜合效益。論文針對煤礦掘進機應(yīng)當(dāng)開展全方位的故障診斷，因地制宜選擇適合運用于故障診斷的手段和措施。

　　【關(guān)鍵詞】電氣工程師論文,煤礦掘進機,電氣系統(tǒng)保護,故障診斷

　　引言

　　隨著機械化的迅速推進，煤礦生產(chǎn)所需的各項機械設(shè)備也獲得了全方位的改進，其中典型為煤礦掘進機。但是相比于其他故障而言，煤礦掘進機很可能表現(xiàn)為相對隱蔽的故障狀態(tài)，因此也在客觀上增大了故障診斷的難度[1]。技術(shù)人員如果要查找煤礦掘進機某個部位的潛在故障，則要運用相對復(fù)雜的診斷流程。由此可知，煤礦掘進機設(shè)有復(fù)雜度較高的電氣系統(tǒng)保護，針對不同類型的掘進機故障都要運用針對性的診斷模式，確保從根源上消除故障隱患與安全威脅。

　　1電氣系統(tǒng)的基本構(gòu)成

　　煤礦掘進機本身包含了復(fù)雜度較高的自動化系統(tǒng)。在整個的電氣系統(tǒng)中，典型設(shè)備為顯示箱、操作箱、電機、外圍設(shè)備、電控箱以及報警器。具體來講，針對煤礦掘進機應(yīng)當(dāng)配置如下的電氣系統(tǒng)構(gòu)成：掘進機的控制部分一般來講設(shè)計為PLC的擴展模塊與主模塊形式，上述部分構(gòu)成了核心性的電氣控制模塊。具體而言，主模塊可以設(shè)計為S7-300的核心系統(tǒng)型號，而與之相應(yīng)的數(shù)字量模塊以及擴展模塊應(yīng)當(dāng)連接于模擬量的模塊。在PLC模塊的輔助下，系統(tǒng)可以運用特定的流程來實現(xiàn)邏輯判斷，收集并且處理實時性的外部信號。在完成全過程的信號處理后，針對各種類型的信號就能實現(xiàn)全面輸出。此外，中間繼電器也可以用來控制系統(tǒng)中的某些電氣部件[2]。掘進機的主回路涉及到電流傳感器、阻容吸收裝置、接觸器與熔斷器等。因此，主回路最基本的性能就在于控制供電，確保接通電源或者斷開電源。在整個的主回路中，阻容吸收器能夠吸收尖峰的瞬時電壓;與此同時，電流傳感器針對整個線路中的電流幅值進行了精確檢測，PLC模塊接收實時性的檢測信號。除此以外，電氣系統(tǒng)還涉及到故障診斷與綜合保護。在綜合保護中，綜合保護包括了故障試驗與溫度保護的兩部分，因此可以完成全過程的過熱保護、漏電保護以及漏電閉鎖等多項功能[3]。系統(tǒng)借助顯示器來呈現(xiàn)故障狀態(tài)，針對其中涉及到的各項故障信息都能予以全面的輸出。作為操作人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠據(jù)此判斷掘進機受到故障干擾的具體狀況，運用特定手段來排除危險。

　　2電氣系統(tǒng)保護

　　煤礦掘進機如果處在正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，那么并不需要借助故障診斷來修復(fù)故障。然而在特殊情況下，掘進機將會表現(xiàn)為回路漏電、某些構(gòu)件損壞或者電機過載等。一旦出現(xiàn)了上述現(xiàn)象，PLC模塊就應(yīng)當(dāng)開展實時性的故障鑒別與故障判斷，針對系統(tǒng)中的特定部位進行相應(yīng)的控制[4]。如果查出了故障所處的位置，則要暫停這個部位的正常運轉(zhuǎn)，對此開啟相應(yīng)的保護功能。一般來講，PLC配置了三種類型的輸入信號，其中包括頻率量、模擬量與數(shù)字量。在電流傳感器的輔助下，針對系統(tǒng)串聯(lián)的各臺電機都能進行實時性的電流檢測，在此基礎(chǔ)上針對統(tǒng)一信號進行輸出處理。相比于系統(tǒng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值而言，檢測信號值很可能表現(xiàn)為特定的偏差度，PLC模塊據(jù)此就能推斷得出精確的故障位置。例如：在對比三相電流值的基礎(chǔ)上，就能察覺到電機缺相的存在。電氣保護系統(tǒng)一旦察覺到了上述故障的存在，那么有必要對其開啟相應(yīng)的過熱保護或者漏電閉鎖，針對漏電閉鎖的現(xiàn)象進行精確檢測。在某些情況下，主回路很可能已經(jīng)無法達(dá)到最基本的保護動作值，此時有必要斷開保護節(jié)點[5]。除此以外，PLC還能掃描輸入口的數(shù)字量，針對啟動狀態(tài)的電機實現(xiàn)全過程的控制。具體在運行時，保護模塊針對定子繞組應(yīng)當(dāng)完成實時性的熱敏檢測。在某個時間段，如果判斷為過高的電阻值，那么意味著電機溫度符合了最大限度的保護動作，因此整體上表現(xiàn)為電路翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)，同時也要斷開相應(yīng)的節(jié)點。電氣保護系統(tǒng)有助于鑒別精確的電氣故障位置，然后據(jù)此實現(xiàn)全過程的故障排除，確保恢復(fù)掘進機的正常運轉(zhuǎn)。

　　3健全故障診斷的流程和模式

　　3.1實時性的診斷

　　從故障診斷的角度來講，掘進機設(shè)有精確的人機界面，對此可以呈現(xiàn)精確度較高的故障信息與運行狀態(tài)。例如：TD200的人機界面針對實時性的故障狀態(tài)與系統(tǒng)運行狀況都能進行精確的顯示，而XSB型號的顯示模塊可以判斷特定時間段的運行參數(shù)，進而展現(xiàn)精確的故障信息。電氣系統(tǒng)如果突然陷入了特定的故障狀態(tài)，那么借助人機界面就能查詢實時性的故障狀況，據(jù)此加以全面的故障鑒別。通常情況下，處在運行狀態(tài)中的掘進機系統(tǒng)很可能表現(xiàn)為缺相運行、傳感器異常、繞組缺相或者其他故障狀態(tài)，針對上述狀態(tài)都要實現(xiàn)逐個的查看。例如：如果照明燈始終無法亮起，那么很可能表現(xiàn)為照明回路的損壞或者漏電現(xiàn)象。對此在開展診斷時，先要斷開整個回路的電源。照明燈如果無法被點亮，那么很可能受到了電纜漏電、蜂鳴器漏電或者模塊故障帶來的不良影響。在特殊狀態(tài)下，導(dǎo)線也可能出現(xiàn)了松動。反之，如果故障狀態(tài)位于接觸器、傳感器或者系統(tǒng)按鈕等位置上，那么顯示器就能直觀呈現(xiàn)特定的故障狀態(tài)，以便于操作人員推斷故障根源所在，進而查找精確的故障位置[6]。

　　3.2查詢歷史信息

　　面對掘進機出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，操作人員通常有必要查閱與之有關(guān)的歷史故障信息，進而為其提供可供參照的故障診斷經(jīng)驗。由此可見，為了提升故障診斷的實效性，對于掘進機的整個電氣系統(tǒng)還需增設(shè)查詢歷史故障的相關(guān)功能。如果有必要停機檢修，那么先要按下組合控制鍵，顯示器就可以為操作人員呈現(xiàn)特定時間段的歷史故障信息。如果遇到了難度相對較大的掘進機故障狀態(tài)，那么有必要查看與之有關(guān)的各種故障信息，在此基礎(chǔ)上選擇最適合運用于此次故障診斷的手段與措施。顯示界面可以呈現(xiàn)精確的年月日信息，同時也能顯示故障編號。

　　4結(jié)語

　　近些年來，智能化與信息化的技術(shù)正在融入全過程的故障診斷中，在此基礎(chǔ)上提升了故障診斷的實效性。煤礦掘進機本身具有很復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掘進機運用于煤礦井下生產(chǎn)可以提升各個生產(chǎn)流程的整體效益，尤其針對關(guān)鍵性的系統(tǒng)部件可以優(yōu)化檢測。目前的狀態(tài)下，煤礦企業(yè)已經(jīng)意識到了故障診斷與電氣系統(tǒng)保護的價值所在，因此也開始嘗試著運用適合自身的技術(shù)措施。掘進機系統(tǒng)一旦表現(xiàn)為故障現(xiàn)象，那么有必要在最短的時間段里消除故障風(fēng)險，進而保障整個掘進機系統(tǒng)的安全性。

　　參考文獻

　　[1]和正華.掘進機電氣系統(tǒng)保護及故障診斷研究[J].中國煤炭，2012(S1)：24~26.

　　[2]翟少峰.煤礦掘進機電氣系統(tǒng)保護及故障診斷[J].山東煤炭科技，2016(12)：138~139+143.

　　[3]賈有生.掘進機電氣系統(tǒng)保護及故障診斷研究[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2012(04)：110+132.

　　[4]張有權(quán).煤礦掘進機常見故障分析及處理方法[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(04)：140~141+143.

　　[5]王鑫，楊雷，楊光.PLVC控制器在煤礦掘進機的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(15)：100.

　　[6]張濤.基于液壓閥PLC控制器的掘進機電控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J].煤礦機電，2013(02)：14~15+18.

　　作者：夏長春 單位：中國煤炭科工集團太原研究院有限公司

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