华宁KTC101控制系统应用和故障处理

2020-03-31李华

陕西煤炭 2020年2期

李华

(神东煤炭集团大柳塔煤矿，陕西神木 719315)

0 引言

随着综采工作面的机电设备不断更新换代，各个设备之间的关系越来越复杂，自动化程度也在不断提高[1-4]，对集中控制系统提出了更高的要求。为了满足综采队的生产需要，神东公司大多数综采工作面都采用华宁KTC101控制系统实现对运输设备的集中控制，以期提高综采工作面的自动化程度，降低事故发生率，满足高产高效的需求。

1 华宁KTC101控制系统简介

1.1 系统组成

华宁KTC101对综采工作面运输设备进行集中控制，既能够控制综采工作面破碎机、转载机和刮板运输机的各种逻辑启停[5-7]；也可以实现综采工作面的语音通话、闭锁设备和报警提示功能；还具有动画显示功能，各种设备状态都可在主控制器的显示屏上显示出来。在神东综采工作面使用的控制系统主要由KDW101型矿用隔爆兼本质安全型电源、KTC101-Z型主控制器、MHYBV-7-2型矿用七芯屏蔽拉力电缆、KTK101-1型闭锁扩音电话、KHJ15/18-1-H型拉线急停闭锁和KFD101型多功能终端共同组成，图1为系统原理框图。

1.2 各部分的作用

KDW101型矿用隔爆兼本质安全型电源：是系统特制电源，将输入的127 V交流电源转换为两组直流5 V，两组直流12 V和一组直流18 V的输出电源。一共5块有过压和过流保护的电源模块，其中A5V电源模块主要给主控模块的控制部分供电，B5V电源模块主要给主控模块中的显示屏背景灯供电。A12V电源模块主要给主控制器内部各个模块供电，B12V电源模块主要为外部传感器提供电源。A18V电源模块主要给工作面沿线各个扩音电话和闭锁按钮供电。

图1 华宁KTC101控制系统原理框图

KTC101-Z型主控制器：在综采工作面主要使用主控模块、CS模块、I/O模块、SP模块、母板、键盘模块和轻触键盘，其中主控模块由计算机、彩色显示器和其他相关组件构成，主要工作是控制、显示和信息处理。CS模块主要是对沿线的扩音电话、闭锁按钮等设备状态进行查询，并传送给主控模块[8-11]。I/O模块在综采工作面的控制器中共使用2块，每一块均带有10路开关量输出和12路开关量或频率量输入，主控模块通过它对控制运输设备的输入输出点进行采集和控制。SP模块主要负责设备启停和故障等语音报警。母板是一块安装板，控制器中大多数模块都插在这块安装板上。键盘模块用于检测人工输入的按键信息，并上传给主控模块。轻触键盘用于人工执行各种操作和设置各种参数。

MHYBV-7-2型矿用七芯屏蔽拉力电缆：所含7根芯线的功能分别是1#线为音频线，2#线为闭锁线，3#线为18 V正电源线，4#线为查询线，5#线为18 V电源地线，6#线为数据通讯线，7#线为数据通讯线，其中6#、7#线是在同一个屏蔽内的双绞线；4#查询线单独有一个屏蔽层，所有的线均被一层抗拉力的钢丝屏蔽层所包裹。

KTK101-1型闭锁扩音电话：主要由闭锁模块、语音处理模块、送话器和喇叭等组成，与主控制器、电源箱配合，负责人员通话、设备闭锁和启停报警等，闭锁模块和语音处理模块按照各自的需要接入七芯连接线中。

KHJ15/18-1-B型闭锁按钮：主要由闭锁模块组成，与主控制器、电源箱配合，负责设备闭锁，其中闭锁模块的电源来自3#线和5#线，闭锁功能分别串接了2#线和4#线。

KFD101型多功能终端：用在工作面最后一个扩音电话或闭锁按钮上，作为整个控制系统数据通讯的结束点。

2 华宁KTC101对综采运输设备的应用

2.1 在综采工作面的布局

在神东综采工作面布局当中，为了实现各种各样的功能，华宁控制器的布局都不完全一样，但大致布局是基本一致的。为此，以其中一种典型布局为例，来分析控制系统在综采工作面的配置。

在轨道列车控制台处布置电源和主控制器，用于控制台司机控制设备；在控制台到工作面的中部布置1台闭锁扩音电话，用于泵站人员、顺槽人员通话和闭锁三机。在自移机尾处布置两台闭锁扩音电话，一台用于闭锁三机和通话，另一台用于闭锁刮板运输机和通话。在机头处布置两台闭锁扩音电话，一台用于闭锁三机和通话，另一台用于闭锁刮板运输机和通话；此两处地方因位置特殊，放置两台扩音电话既有利于岗位工在不同情况下闭锁所需的设备，也有利于岗位工在嘈杂的环境下听清通话。然后从支架头部依次按照煤矿作业规程规定交叉布置闭锁扩音电话和闭锁按钮，直到工作面尾部，最后安插终端。

2.2 运输设备的参数设置

子菜单参数1设置：主控制器上电后按住键盘上“#”在按键盘上“A”键进入参数设置界面。进入主菜单中系统菜单的子菜单参数1进行设置，用途选择“工作面”，运行方式选择“就地”，故障停车选择停“单个设备”，切换运行方式条件选择“不能切换”，语言信号条件选择“不检测”，语言信号保持时间“0秒”，单个节点返回时间选择“0秒”，检修方式停车选择“正常停车”，就地灯亮的方式选择“用其灯亮”。

子菜单参数2设置：接上步，进入子菜单参数2设置，系统时间日期填入北京时间，启停预警次数选择3次。然后进入子菜单配置卡设置，选择卡配置分别选择CS1、SP、IO1、IO2，是否有效选择“有效”，CS卡下位机数选择“0”，是否与其他控制器联系选择“不联系”。再进入主菜单中设备下的子菜单参数，选择要设置的设备分别选择破碎机、转载机、前溜，是否有效选择“有效”，连锁的下设备号破碎机选择“无”，转载机选择破碎机，前溜选择转载机，远停菜单破碎机和转载机都选择所对应的闭锁号，前溜不选择。然后进入子菜单主电机，电机控制输出点中破碎机、转载机、前溜分别填入本设备先导所对应的I/O接口，启动就绪输入点中破碎机、转载机、前溜分别填入皮带、破碎机、转载机反馈节点所对应的I/O接口，与急停闭锁的关系前溜选择CS1，破碎机和转载机选择无。

2.3 实际工作中的常用方式

集控方式：华宁KTC101共有集控、就地、检修和点动4种方式，在实际工作中主要使用集控和检修。生产过程中通常使用集控方式，三机是按照逆煤流启动，顺煤流停车的顺序进行启停；三机之间既有连锁的下设备号保证控制顺序，又有启动就绪输入点保证控制顺序，从而更加有效地保证了设备之间的联锁，防止事故发生。

检修方式：检修过程中通常使用的检修方式是可以单启任何一台设备，而不用考虑其他设备和其他的连锁关系；即便有联锁设备不发挥作用，从而使检修人员更加便利的检修设备。

2.4 常见故障的处理方法

主控制器故障：①具体故障现象表现为，主控制器屏幕虽然有背景光，但没有画面，系统也不能工作。可能的原因是A5V电源模块过流保护、损坏或主控模块内部短路。对应的，可以先重新送电，如无效则更换该电源模块；②系统虽然正常工作，但主控制器屏幕画面阴暗，没有背景光。可能的原因是，B5V电源模块过流保护、损坏或主控模块内部短路。此时，先重新送电，如无效则更换该电源模块；③主控制器屏幕没有背景光，没有画面显示，系统也不能工作。可能的原因是，电源保险管损坏，5V电源模块过流保护或损坏，显示模块损坏。此时，先检查保险管，然后重新送电，最后检查显示模块和两个5V模快；④主控器中所有模块都不在线。可能的原因是，A12V电源模块过流保护或损坏，此时，先重新送电，不行就更换该电源模块，最后检查控制模块；⑤主控器中单个模块不在线，其他正常。可能是由于单个模块插接有问题或故障，应重新插接或者更换该模块；⑥主控制器显示“故障或线路断”，并且固定显示部分电话数。可能的原因是，固定显示电话号的后一台闭锁模块损坏，或之间的电缆有问题；⑦主控制器显示“故障或线路断”，并且随机显示部分电话数。可能是由于某台闭锁电话或某条电缆4#、5#线短路，或18V电源模块坏。此时，拿一终端从后向前，用逐个替换的方法找出故障点；⑧主控制器显示终端电压偏低，设备偷停。可能的原因是，18V电源模块损坏，线路中18V正极短路或有虚短现象，或者终端故障；⑨主控制器不显示终端电压；解决方法：终端有问题，检查并更换。

接触器故障：①CS1总是在配置，可能是CS模块虚接或故障，可以重新插接或者更换该模块；②按键起设备时，控制器可以报警、起车，但接触器不动作；应首先检查接触器是否损坏，如果正常，可能是控制设备的控制口损坏，可通过参数调整更换该设备的控制口，或者更换I/O模块。

扩音电话故障：①故障现象—单个扩音电话能放音、不能送话。解决方法：检查送话按钮、话筒是否正常，如果正常检查线路或者更换语音处理模块；②故障现象—单个扩音电话送话声音太小。解决方法：调整控制送话的可调旋钮，然后检查话筒是否正常，最后更换语音处理模块；③故障现象—单个扩音电话能送话、不能放音。解决方法：检查喇叭是否正常。如果正常检查线路或更换语音处理模块；④故障现象—单个扩音电话放话声音太小。解决方法：调整控制放话的可调旋钮，然后检查喇叭是否正常，最后更换语音处理模块；⑤故障现象—单个扩音电话既不能送话也不能放音。解决方法：检查线路或更换语音处理模块；⑥故障现象—沿线18V电源有电时，所有电话既不能送话也不能放音，停电时正常。解决方法：检查连接电缆或闭锁扩音电话中音频线是否与18 V正极短路或虚接；⑦故障现象—沿线18 V电源有电时，所有电话均发出“哒、哒”的震荡声，停电时正常。解决方法：检查连接电缆或闭锁扩音电话中音频线是否与数据线短路或虚接；⑧故障现象—沿线18 V电源有电时，所有电话均无故发出打闭锁的声音，停电时正常。解决方法：检查连接电缆或闭锁扩音电话中音频线是否与闭锁线短路或有虚短现象；⑨故障现象—通话分成两部分不能互通。解决方法：检查连接电缆或闭锁扩音电话中音频线是否断路。