齒軌車用隔爆兼本安型控制箱設計

席翠霞

摘 要：本論文是在河北省重點項目齒軌車的國產化設計項目上進行的，本論文詳細介紹了齒軌車用控制箱的用途、使用范圍、結構和工作原理等。本控制箱的設計具有一定的行業領先優勢，作為齒軌車的大腦，其實時監控著齒軌車的運行參數，同時進行著不斷的分析。具有一定的科技創新型，為輔助運輸的自動化提供了前提條件。

關鍵詞：齒軌車;控制箱;隔爆;本安

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.055

1 概述

KXJ1-5/24礦用隔爆兼本質安全型控制箱是液壓齒軌車的配套設備，包括配接設備FYS20D單軌吊用遙控接收器;DLEC1-24礦用澆封兼本質安全型電子喇叭;CXH1-12A礦用本質安全型按鈕操作箱;PH5L礦用本安型顯示屏;KHX12礦用本質安全型行程開關等。

控制箱將操作箱上的按鈕信號及手柄信號、現場的限位開關信號通過光耦或安全柵隔離，轉換成隔爆信號后輸入到SMDK-07控制器進行處理;將現場隔爆型壓力信號同時輸入到控制器進行處理;同時通過CAN總線與顯示屏進行通訊，顯示運行及故障信息。

2 主要用途及使用范圍

控制箱是煤礦井下齒軌卡軌車的的配套設備，適用于含有瓦斯（甲烷）和煤塵爆炸的礦井中，在直流電壓DC24V的線路中對液壓齒軌車進行操作及控制。

3 結構特征與工作原理

3.1 結構特征

控制箱為隔爆兼本質安全型電氣設備，其防爆殼用鋼板焊接，殼體為雙腔結構，接線腔安裝有接線端子，主腔安裝有本安電源、控制器、隔離柵、隔離板、ECANG隔離器等。如圖1所示。

3.2 性能及功能

控制箱共有2路CAN通訊端口：控制箱共有2路非本安CAN通訊接口，通過ECANG-F隔離器進行隔離，與配接設備PH5L礦用本質安全型顯示屏進行通訊，顯示控制箱各種工作狀態及故障狀態。

開關量輸入信號：26路無源開關量輸入信號。

開關量輸出信號：11路開關量輸出信號。

模擬量輸入信號：8路模擬量輸入信號，其中6路輸入4-20mA電流信號，2路0-5V電壓信號。

模擬量輸出信號：2路模擬量輸出信號。

3.3 工作原理

控制箱供電電源為DC24V，來自于齒軌車鋰電池電源，控制箱內置輸出本質安全型電源，分兩路輸出，其中的DC12V為配接設備操作箱、遙控接收機及控制箱內部的隔離板提供電源，其中的DC5V為配接設備顯示屏提供電源。電氣原理圖如圖2所示。

控制核心為SMDK-07控制器，輸入信號包括兩個操作箱的按鈕開關量信號，共計16路;門限位開關量信號，共計2路;溫度液位傳感器開關量信號，共計4路;遙控接收機開關量信號，共計4路，總計26路無源開關量輸入信號。由于這26路開關量信號在本安回路，通過隔離板隔離后轉換為隔爆信號，輸入控制器。

輸入模擬量信號共8路，其中包括兩個按鈕操作箱的手柄模擬量信號，共計2路，通過安全柵隔離后轉換為DC0-5V電壓信號輸入控制器;還包括用于檢測齒軌車現場壓力傳感器信號，共計6路，輸出DC4-20mA信號輸入控制器。

控制器對輸入信號進行運算處理，輸出11路開關量輸出信號，驅動6路電磁閥、電子喇叭（膠封兼本質安全型，需用固態繼電器隔離）繼電器、照明燈繼電器、顯示屏繼電器、斷電繼電器。

控制器對輸入信號進行運算處理，輸出2路DC0-24V模擬量輸出信號，用于驅動調速電磁閥。

控制器與配接設備顯示屏進行通訊（通過ECANG-F隔離器進行隔離），顯示設備的運行及故障信息。

4 故障分析與排除

為了便于操作者和維修人員排除故障和維修，常見故障分析見表1，供檢修時參考。

參考文獻：

[1]牛進軍等.齒軌車在輔助運輸巷的使用[J].陜西能源與節能，2007，37（08）：101-102.

[2]李欣泉.石家莊煤礦機械公司成功研發國內首臺大功率液壓齒軌車[J].班組天地，2018，9（25）：87-89.

[3]張龍.新型齒軌車的應用與改進[D].淮北職業技術學院，2018（06）：15.