矿用隔爆兼本质安全型四回路组合开关设计

摘要

控制功能单一的隔爆开关已经严重影响和制约了煤矿井下自动化程度发展的速度，矿企对隔爆开关组合控制井下电气设备的需求越来越急迫。本文以淮南市阶梯电子科技有限公司的新产品为基础，针对矿企的需求，新设计了矿用隔爆兼本质安全型四回路组合开关。
　　在煤矿生产过程中电动机起着至关重要的作用。煤矿井下电气设备运转是否正常，直接影响到煤矿生产的安全。电气设备中的电机损坏是影响矿企生产效率的主要因素，为此组合开关的保护电路是必不可少的。本文分别对主回路、控制回路和保护回路进行了设计。主回路对采煤机、转载机、乳化液泵等设备进行供电;控制回路和保护电路对这些设备进行控制和保护。保护电路中主要设计了过载、短路、漏电、断相不平衡等保护。
　　根据用户的控制要求，主要对四回路组合开关的单机独立控制、单机双速控制、单机混合控制以及双机双速控制进行了分析和设计。考虑到煤矿井下恶劣的工况条件，现有的隔爆开关的控制方式已不能满足高效生产的需要。本文以可编程控制器为组合开关的核心，实现对被控设备的控制与保护，如:漏电闭锁、漏电保护、过载短路、断相不平衡以及欠压过压等保护功能和通讯信号的上传功能。使得组合开关具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。
　　并采用GOT1000系列的GT1155HS-Q型号的触摸式全中文液晶显示屏与可编程控制器进行配套。本文通过GT-designer2软件用对四回路组合开关的主菜单、参数设置以及故障保护的画面进行设计，并将各地址与PLC地址相对应。实现对开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆的功能。良好的人机对话功能大大提高判断故障和排除故障的效率。具有完备的自检、自诊断和故障模拟试验功能，可方便地检查保护和控制系统正常与否。
　　隔爆外壳是四回路组合开关防爆的基本要求，参照国家隔爆电气外壳的设计标准，对四回路组合开关外壳进行设计。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 矿用隔爆开关的发展与现状

1．2 选题的背景和意义

1．3 四组合开关的技术参数

1．3．1 四组合开关的用途

1．3．2 四组合开关的使用条件

1．3．3 主要技术参数和技术性能

1．4 本文主要设计的内容

2 四组合开关电气原理设计

2．1 主回路电路设计

2．2 本质安全电路设计

2．3 过载保护回路设计

2．4 短路保护回路设计

2．5 漏电保护回路设计

2．6 断相不平衡保护回路设计

2．7 过压欠压保护回路设计

2．8 本章小结

3 四组合开关软件功能实现

3．1 可编程控制器技术

3．1．1 可编程控制技术概述

3．1．2 可编程控制器的定义

3．1．3 可编程控制器的工作原理

3．1．4 PLC控制系统与继电器控制系统的区别

3．1．5 控制系统的选择

3．2 四组合开关的控制方式及程序的实现

3．2．1 控制方式的选择

3．2．2 单机独立控制

3．2．3 单机双速控制

3．2．4 单机混合控制

3．2．5 双机双速控制

3．3 保护回路程序的实现

3．3．1 过载保护程序的实现

3．3．2 短路保护程序的实现

3．3．3 漏电保护程序的实现

3．3．4 断相不平衡保护程序的实现

3．3．5 过压欠压保护程序的实现

3．4 本章小结

4 人机界面的设计

4．1 人机界面的概述

4．2 人机界面的工作原理

4．3 四组合开关触摸屏设计

4．4 本章小结

5 PLC配置及程序的实现

5．1 PLC配置

5．2 系统构成及功能的实现

5．2．1 系统构成

5．2．2 功能的实现

5．3 本章小结

6 四组合开关外壳设计

6．1 外壳设计

6．2 本章小结

7 总结与展望

7．1 总结

7．1 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果