PLC3300智能四组合开关.pdf

QJZ2- 1200/3300- 4 矿用隔爆兼本质安全型组合开关矿用隔爆兼本质安全型组合开关 使使使使 用用用用 手手手手 册册册册 唐山华光自动化设备有限公司唐山华光自动化设备有限公司 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 安装使用前请详细阅读使用手册安装使用前请详细阅读使用手册 目目 录录 一一. 用途用途...........................................................................................................1 二二. 使用条件使用条件 .................................................................................................1 三、主要技术数据标准三、主要技术数据标准....................................................................................1 3.1 参照标准................................................................................................1 1 执行标准 Q/THG17- 2006 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 ..............1 3.2 型号及意义...........................................................................................2 3.3 基本参数...............................................................................................2 3.4 保护参数...............................................................................................2 3.5 引入引出装置........................................................................................3 四、总体结构与工作原理四、总体结构与工作原理................................................................................3 4.1 总体结构...............................................................................................3 4.2 工作原理................................................................................................4 五、使用说明五、使用说明 ...................................................................................................6 5.1 初始化设置............................................................................................6 5.2 控制方式选择........................................................................................8 5.3 控制接线................................................................................................9 六、附录六、附录.........................................................................................................12 6.1 电原理图..............................................................................................12 6.2 元器件参数..........................................................................................12 6.3 接线工艺..............................................................................................12 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 1 页 一一. 用途用途 1.1 本组合开关适用于煤矿井下及其它周围介质中含有甲烷与煤尘混 合物的爆炸性气体环境中，使用在频率 50HZ、电压 3300V、单台接触器最 大工作电流 400A 的线路中。 1.2 本组合开关采用 LM3109 型可编程逻辑控制器（PLC）进行全面的 控制和保护。对各个工作支路的工作电流，工作电压进行实时，精确的检 测。具有过载、短路、断相、超压、欠压、漏电闭锁等保护功能。采用彩 色液晶显示器，实时显示各工作支路的工作状态。具有标准的 RS485 通讯 接口，能向上位机传送各种工作参数并接受上位机的控制。 二二. 使用条件使用条件 a.海拔高度不超过 1000 米，大气压力 80～100Kpa b.环境温度为－10℃～40℃ c.空气相对湿度不大于 95（25℃时） d.无强烈颠簸震动与垂直面倾斜角不超过 150 e.含有爆炸性危险的甲烷，煤尘的空气中，但无足以腐蚀金属和破坏 绝缘的气体和蒸气 f.有防雨雪（滴水）设施 三、主要技术数据标准三、主要技术数据标准 3.1 参照标准 1 执行标准 Q/THG17- 2006 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 MT/T5921996 矿用隔爆型低压交流双速真空电磁起动器 GB38362000 爆炸性环境用防爆电气设备 2种类矿用隔爆兼本质安全型“Exd[ib]I” 3防爆合格证证书编号1082179 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 2 页 国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心 4安全标志编号MAD080111 安标国家矿用产品安全标志中心 3.2 型号及意义 Q J Z 2 12 0 0 / 3 3 0 0 - 4 支路数 额定电压 额定电流 设计序号 组合 隔爆兼本安型 起动器 3.3 基本参数 1额定频率50HZ 2工作电压交流 3300V 3隔离换相开关额定电流600A 4真空接触器额定电流400A 5接触器额定接通能力4000A 100 次 6接触器额定分断能力3200A 25 次 7接触器极限分断能力4500A 3 次 8接触器控制电压交流 220V 9重量1400Kg 10尺寸1920800850 （长宽高 mm） 3.4 保护参数 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 3 页 过电流/整定电流 动作时间 起始状态 任意两相 第三相 1 倍 0.9 倍 不动 冷态 1.05 倍 0 倍 ＜3 分 热态 1过载保护按反时限原理保护，其特性曲线符合下表 2短路保护按定时限原理保护，动作时间小于 0.1 秒 3断相保护，其特性符合下表 4漏电闭锁保护 主电路对地绝缘电阻动作值 100kΩ，动作值允许误差为20；返回 值小于等于动作值的 1.5 倍。 3.5 引入引出装置 1 引入主电路有 3 个进线嘴，每线嘴可穿入外径不大于Φ80mm 的橡套电缆。 控制电路有 1 个进线嘴， 可穿入外径不大于Φ20mm 的橡套电 缆。 2 引出主电路有 4 个出线嘴，每线嘴可穿入外径不大于Φ80mm 的 橡套电缆。 控制电路有 6 个出线嘴， 每线嘴可穿入外径不大于Φ20mm 的橡 套电缆。 四、总体结构与工作原理四、总体结构与工作原理 4.1 总体结构 倍数 1.05 1.2 1.5 2 6 时间 2 小时不动 ＜20 分 ＜3 分 ＜20 秒 ＞8 秒＜16 秒 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 4 页 本开关由优质钢板组焊而成，具有强度高、重量轻、耐冲击的优点。 主体的右上方为电源接线箱（X1 箱） 。正面有主箱的平移式快开门，快开 门上有 1 个 8.4 英寸彩色液晶显示窗及近控启停、 设置按钮。 左侧是负荷接 线箱（X2 箱） 。控制保护组件安装在主箱大门内侧。整体结构紧凑，操作 方便。 4.1.1 内部结构开关箱内右侧装有两台隔离换相开关，每一台隔离换 相开关控制两个真空接触器， 在每台真空接触器的负荷侧装有电流互感器。 电流信号就从互感器中取出送到 PLC 中去，做为运行、短路、过载及断相 保护的依据。在输出线柱上接有阻容吸收组件，用来吸收真空接触器在开 断过程中产生的操作过电压。箱底装有两台 BK500 控制变压器，为控制 保护电路提供工作电源。在 BK500 变压器左边是接插件组，安装在大门 上的控制保护组件与主腔内各个部件及负荷箱的控制端子由它来联接。 本开关的开关门设有机械及电气闭锁机构。只有两个隔离换相开关都 打在“0”位断电后，主腔快开门才能打开。这时除隔离换相开关的电源侧 及进线线柱有电外，其余地方均无电。便于开关的临时检修及整定。 4.1.2 在开关的主腔快开门上设有观察窗与控制按钮。 观察窗内安装 8.4 英寸彩色液晶屏，用来显示开关的工作状态和各种参数，并伴有动画效果。 当对开关进行参数设置时，显示画面加有操作提示。控制按钮用来对开关 进行各种参数的设置和开关各支路的近控启停操作。 4.2 工作原理 当组合开关正常送电后，电源电压表将显示电源电压值。当一回路的 隔离换相开关合闸时，一回路控制变压器工作，输出 220V 和 36V 两组电 压。 其中 36V 供中间继电器和本安转换器工作。 220V 供真空接触器和 PLC 及附属于 PLC 的其它组件供电。二回路的控制变压器只为二回路的真空接 触器供电。所以当只有二回路工作时，一回路的隔离换相开关也必须合闸 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 5 页 为 PLC 供电。 4.2.1 保护系统 本开关的保护系统以 PLC 为核心器件组成，严格参照国家标准编写控 制软件，对各个支路进行可靠保护。 过载、短路保护由安装在真空接触器负荷侧的电流互感器对工作电 流进行采样。采样后将采集到的电流信号送到电流变换器进行变换，然后 送到 PLC 进行运算，并与设置的参数进行比较。PLC 根据比较的结果判断 开关的工作状态，并发出相应的动作指令。 漏电闭锁本开关漏电闭锁采用附加真流检测的工作方式。在真空接 触器闭合前，对被控回路发送检测信号，当负荷回路绝缘值低于漏电闭锁 设定值时，PLC 闭锁该回路，使其不能启动。只有当绝缘值恢复到设定的 返回值以上时，PLC 解锁恢复正常工作状态。 过压、欠压保护工作电压经电压变换器变换后送到 PLC。由 PLC 将 此信号与设定值进行比较后，做出判断并保护。 4.2.2 控制原理 （详见电原理图） 本开关启停控制分远控和近控两种方式，并通过开关门内的切换开关 进行切换。近控时只要按动开关门上的启停钮就能控制开关的启停。远控 时在负荷箱内的 X2 端子上接上启停钮或其它控制设备来控制开关启停。 远 控时开关送出本安信号经启停钮或其它控制设备来控制 PLC 启停开关。远 控启停信号必须经二极管返回才有效。所以当控制线发生断路和短路时， 开关都不会误动。当启停信号送到 PLC 后，PLC 控制中间继电器吸合带动 真空接触器闭合将工作电压送出。 当开关工作时需要紧急停车时，可按下隔离换相开关手柄上面的闭锁 按钮。 此按钮按下后开关将断开真空接触器 220V 电源， 使真空接触器释放。 在需要隔离换相开关分断或换向时，也必须按下此按钮后换相手柄才能搬 动。 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 6 页 五、使用说明五、使用说明 本组合开关采用 LM3109 型可编程逻辑控制器。并配合 LM3313 型模 拟量输入块和 LM3401 网络通讯模块。 能实时可靠的对各支路的工作电流、 电压等工作参数进行精确的采集和测算。 并可随时与上位机进行数据交换， 接受上位机的控制指令，工作稳定可靠。本组合开关基于 LM3109 控制器 编制了多种组合程序，基本概括了本组合开关在井下综采工作面使用时所 要求的全部使用要求。 当开关对 PLC 送电后，PLC 对整个开关的各个回路进行检测，检测 开关各支路正常后，就能进行初始化参数设置。设置完成后即可正常进行 的启停操作了。 5.1 初始化设置 将开关的一回路隔离换相开关合闸送电后。 开关显示开机画面。 见图 1 图 1 然后就可进行初始化的设置操作。 设置时按动复位键进入工作界面。 见图 2 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 7 页 图 2 其中画面上半部为动画示意.4 个电机图形代表四个工作支路，当某一 支路开车后,代表该支路的开关闭合，电机图形由灰色变为绿色。画面的下 半部分表格显示各支路的工作信息。其中电压栏显示电源电压。电流栏显 示各支路的工作电流。 状态栏显示各支路的当前工作状态。 （如启动、 停止、 过载、短路、断相、漏电、过压、欠压等）控制方式栏显示控制方式的提 示数字，即当前设置的为第几种控制方式。 然后按设置键进入设置界面进行设置。见图 3 图 3 各支路额定电流设定根据各支路所带负载的实际额定电流，对 PLC 进行相应的额定电流设定。 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 8 页 按“移位”键可实现相应设置位的移动。该设置位下面有一黄色闪烁 光标，每按下一次“移位”键光标即相应的移动一位。移动到设置位后， 按“加一”键就能对该们进行相应的设置变化，电流额定值最大为 400A。 进入设置界面后再按“设置”键可实现向上移位的功能。 延时时间设定延时时间只有控制方式选择在第 2、4、5、方式时即 带有双速方式，同时自动方式选择在“延时自动低转高” （开关内 K5 选择 开关拨在延时侧）时才能调整。调整范围为 0～60 秒。 组合方式选择； 用数字“1～8”代表各个支路的组合方式，来适应 井下综采工作面各种设备的使用要其求。在设置界面上有相应组合说明。 下用户可以选择自己需要的开关组合方式。具体设置参照图 3 中的说明。 全部设置完成后，按“确定”键 3 秒以上，PLC 将所有设置的数据进 行保存，同时显示画面返回到工作界面。 本开关具有远控、近控两种控制模式。当使用远控时必须联接外部的 启停设备如启停钮或集中控制器等，本机的启动钮无效，停止钮有效,可在 本机停车。当使用近控时，本机的启停钮有效、远控钮无效。远控、近控 的切换由开关门内的钮子开关切换，其中 K1～K4 分别是对应于 1～4 支路 远控、近控切换开关。钮子开关 K6、K7 为双速电机自动切换控制时的高 速返回接入。K5 选择开关拨在延时侧后 PLC 按设置的延时时间工作。即 低速启动后开始计时，当达到设置的时间时 PLC 转换到高速运转同时停低 速。当拨扭开关拨在电流侧时 PLC 将根据低速启动电流的变化判断切换高 速的时间。即当低速启动电流开始下降到额定电流的 1.2 倍之后。PLC 开 始计时 10 秒后切换到高速运行同时停低速。 本开关开关门上的漏电按钮是对漏电闭锁功能进行测试的试验按钮， 当按下该按钮时 PLC 显示漏电故障并闭锁，松开按钮即自动复位。 5.2 控制方式选择 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 9 页 本开关通过对 PLC 的编程，设定了 8 种控制方式的组合，使用时可根 据所控制的设备的基本要求，选择其中的一种组合方式工作。组合排列见 下表 ① 本组合开关有8种控制方式（以下序号1代表第一个开关I- 1以此类推） 方式 1单启单停； 方式 2自动运输机，低速 1、3 支路同启，经过延时或电流检测切换至 高速 2、4 支路同时低速 1、3 支路停止； 方式 3手动运输机，低速 1、3 支路单独控制，高速 2、4 支路也单独 控制，人为决定何时低转高。 方式 41、2 支路双速（转载机） ，3、4 支路单启； 方式 53、4 支路双速（转载机） ，1、2 支路单启； 方式 61、3 支路同启（采煤机） ，2、4 支路单启。 方式 72、4 支路同启（采煤机） ，1、3 支路单启。 方式 81、2 支路同启，3、4 支路同启。适合同时带单速前溜和单速后 溜四个电机。 注意注意①在使用开关近控双速方式时，必须将开关门内的相应高速返 回接点接入开关（K6、K7、 ）拨到“双速”正确位置，开关才能正常工作， 否则高速不能起车。②在进行双速控制方式传动试验时，应进行逻辑连锁 试验，即先将低速开关启动，在高速开关未启动时按开关漏电试验钮，液 晶屏显示漏电。这时高速开关不应起车，同时低速开关也停止运行。 5.3 控制接线 本组合开关左侧接线箱内有一组控制接线端子排X2。将各个工作支 路的启动线、真空接触器和中间继电器的辅助接点从主箱内引出，供联接 远控设备时选择使用。当各个支路的启动端的 01～02 或 01～03 之间通过 一只二极管短接后极性不限，该支路的中间继电器即吸合后启动真空接 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 10 页 触器。当控制线断路或短路时，开关都不能启动。 当采用集中控制时需将启动线经二极管接通即可启动，当采用启动按 钮控制时需要加入自保接点，用户可选真空接触器的辅助接点或中间继电 器接点均可，不管用哪种方式远控都要将二极管接在控制线的远端，以保 证安全生产。 注意事项注意事项 1.显示屏如果发现白屏时，请停显示屏如果发现白屏时，请停 2 秒后再送电即可。秒后再送电即可。 2.隔离换相开关必须打到零位，停电隔离换相开关必须打到零位，停电 3～～5 秒然后再换相秒然后再换相 5.4 本开关的几种基本接线方式如下供参考 1两联钮远控启动接线图 设置①选定控制方式序号 ②设置额定工作电流 ③远近控选择开关拨至远控侧 停止 K112 01 8765432 本安一 02 X21 K112K111 启动 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 11 页 2双速运输机自动起动远控接线图（双速转载机自动起动） 设置①选择控制方式序号（2） （双速转载机序号 4） 。 ②分别设置机头、机尾电机的高速、低速额定电流。 ③远近控选择开关 K1 拨至远控侧。 ④将中间继电器 K112、K122 上的短路线摘掉。 3双速运输机手动代转高接线图（双速转载机手动起动） 设置①选定控制方式序号（3） （双速转载机方式序号 1 或 5） 。 ②分别设置机头、机尾电机的高速、低速额定电流。 ③远近控选择开关 K1、K2 拨至远控侧。 ④将中间继电器 K112、K122 上的短路线摘掉。 本安一 本安一 K121 K122 K111 K112 10 0103 161514131211 K121 01 启动停止 02 98765432X21 K111 低启高启 停止 本安一 本安一 K121 K122 K111 K112 0301 10111615141312 K121 98765432 0201 X21 K111 使用手册 QJZ2- 1200/3300- 4 型 矿用隔爆兼本质安全型组合开关 第 12 页 4一支路采煤机起动接线图 设置①选定控制方式序号中双路同启的方式。 ②分别设置两个支路的额定电流。 ③远近控选择开关拨至远控侧。 六、附录六、附录 6.1 电原理图 6.2 元器件参数 6.3 接线工艺 采煤机开关 本安一 K111 0201 X21 2876543 K111 K112