一、产品概述

  三菱FX2N/FX3U系列可编程控制器是专为采煤机电控系统设计的逻辑控制与数据处理核心，相当于采煤机的「智能控制大脑」。它安装在采煤机隔爆兼本质安全型电控箱内，通过接收操作指令、传感器信号和运行参数，按照预设的控制程序，自动完成对采煤机各执行机构的逻辑判断和精确控制，是实现采煤机智能化、自动化运行的基础核心元件。FX系列是微型可编程控制器领域的经典产品，其中FX2N系列是高性能基本型PLC，广泛应用于各类采煤机控制系统；FX3U系列则是第三代微型可编程控制器，在FX2N基础上性能大幅提升，两者程序完全兼容，输入输出扩展模块及特殊功能模块也可互换使用，替换维修便捷。产品设计充分考虑了采煤机井下运行的特殊工况，具备抗振动、抗电磁干扰、适应宽电压波动等特性，完全满足煤矿井下恶劣环境的使用要求。

  二、核心特点

1.  处理能力强，响应速度快：FX2N系列基本指令运算速度为0.08微秒/指令，FX3U系列进一步达到0.065微秒/指令，能够快速响应采煤机司机的操作指令和各种保护信号，确保控制动作及时准确。

2.  程序容量充裕，扩展灵活：FX2N标配8K步RAM内存（可扩展至16K步），FX3U内置高达64K步大容量RAM存储器，足以容纳采煤机各类控制逻辑、保护算法和数据处理程序。控制规模方面，FX2N最大输入输出点数为256点，FX3U可达384点（含远程I/O），并可在右侧连接各类输入输出扩展模块和特殊功能模块。

3.  通信功能丰富，适应联网需求：FX3U系列内置编程口通信速率达115.2kbps，最多可同时使用3个通信口；支持RS-232C、RS-485、CC-Link等通信协议，可通过以太网及MC协议、Modbus协议等实现与其他设备的联网通信，方便构建采煤机与顺槽集控中心之间的数据传输系统。

4.  抗干扰适应性强，井下运行可靠：针对采煤机工作时变频器产生强电磁干扰、电源电压大幅波动（±20%～±30%）等恶劣工况，PLC自身具备较高的电磁兼容性和抗干扰能力，能够稳定可靠地工作在强振动、多尘、潮湿的井下环境中。FX3U系列还内置了高速计数、定位控制等高级功能，可满足采煤机滚筒调高、牵引速度调节等精确控制需求。

5.  标准化设计，维修替换便捷：FX2N与FX3U系列之间程序完全兼容，原有电控程序无需改动即可在FX3U上运行。扩展模块（输入输出模块、模拟量模块、温度模块、定位模块等）均可通用互换，替换维修时不需要重新配置硬件，大幅缩短设备停机检修时间。

  三、工作原理简述

  可以把PLC理解为「按照预设程序自动执行电控逻辑的智能控制器」：

• 首先，PLC通过输入接口接收来自采煤机操作面板、遥控器、端头控制站的操作指令，同时读取各电机电流传感器、温度传感器（Pt-100等）、水流量开关等检测元件的运行参数；然后，PLC内部的CPU按照预先编写并烧录的控制程序，对这些输入信号进行逻辑运算、比较判断和数据处理；最后，通过输出接口向相应的执行元件（如牵引变频器、调高电磁阀、制动电磁阀、接触器等）发出控制信号，驱动采煤机完成牵引调速、摇臂升降、电机启停、故障保护等各项动作。整个控制过程是循环扫描的——PLC以微秒级的速度反复执行读入输入信号→执行程序逻辑→刷新输出状态的循环，实现采煤机运行的实时自动控制。同时，PLC还通过通信接口将运行状态、故障信息等实时传送给人机界面（如带触摸屏的LCD智能显示器）或顺槽监控系统，方便操作人员掌握设备工况。简而言之：它既是采煤机的大脑（逻辑决策），也是它的神经中枢（信号处理与指令下发）。

  四、主要功能

• 根据采煤机司机的操作指令和系统运行参数，自动控制主机启动/停止、牵引送电/断电、牵引换向和牵引速度调节；

• 实现截割电机的恒功率自动控制和重载自动反向牵引；

• 对截割电机、牵引电机进行过电流及温度保护，包括电机过流反时限保护、电机堵转瞬动保护、电机过热报警和断电保护；

• 控制摇臂调高电磁阀完成滚筒升降动作；

• 运行参数中文显示、参数记忆及故障自动锁定等功能；

• 通过通信接口与显示单元、顺槽集控中心等设备进行数据交换，实现远程监测与故障诊断；

• FX3U系列晶体管输出型还内置了独立3轴最高100kHz的定位功能，可满足更复杂的精确定位控制需求。

  五、安装与使用说明

  安装/更换前准备：

1.  所有安装、检修、更换作业必须在采煤机总电源断电闭锁、确认电控箱内无残余电压后进行，严禁带电作业，变频器主回路电容可能存有高压，断电后应等待足够时间待电容放电完毕；

2.  核对确认PLC型号（FX2N或FX3U系列）及I/O点数配置是否与原机电控系统设计匹配，检查PLC本体有无可见损伤、接线端子是否完好；

3.  准备好安装所需的配套底座、安装导轨（标准DIN导轨）、端子标记牌以及接线工具。若进行程序升级或更换，还须准备好编程电缆和装有GX Developer或GX Works2编程软件的电脑。

  安装步骤：

1.  检查电控箱环境：打开采煤机电控箱，清理箱内煤尘和杂物，检查箱体密封条是否完好，确保安装环境干燥清洁；

2.  安装PLC本体：将PLC平稳卡装到DIN导轨上或按照原厂安装孔位置固定，确保安装牢固，能承受采煤机工作时产生的强烈振动；

3.  连接输入/输出信号线：严格按照电控系统接线图纸，将各类操作指令信号（操作面板、遥控接收信号）、传感器信号（电流检测、温度检测、水路故障信号等）正确接入对应输入端子，将控制变频器频率、控制电磁阀线圈、控制接触器等输出信号正确接入对应输出端子。特别应注意：输入信号线应与变频器动力电缆分开敷设，保持安全间距，避免强电干扰导致PLC误动作；

4.  连接电源：确认电源电压与PLC规格匹配（AC100~240V或DC24V），正确接入PLC电源端子。电控箱内通常配备专用电源组件为PLC供电，应按原设计接入；

5.  编程与调试（如需更换或升级PLC）：

• 将编程电缆连接至PLC编程口（RS-422接口）和电脑；

• 使用GX Works2或GX Developer软件将预先编写的控制程序下载至PLC；

• 完成后，将PLC运行开关拨至“RUN”位置；

• 进行空载通电测试，逐一验证各操作指令对应的执行动作是否正确，传感器检测值是否准确显示，各项保护功能是否正常工作；

6.  封闭电控箱：确认所有接线正确、各插件紧固可靠、PLC工作正常后，清理电控箱内部，检查密封面清洁完好，紧固箱体螺栓，保证隔爆结合面间隙符合要求。

(日常操作：PLC为自动运行设备，正常工作时不需要人工操作，操作人员仅需通过人机界面（显示屏）观察运行参数和设备状态即可。如需修改控制参数（如电流保护阈值、速度设定等），应由专业电气人员在熟悉程序逻辑的前提下通过触摸屏或编程软件进行调整。)

  六、重要注意事项（安全与维护）

  安全操作红线（严禁行为）：

1.  严禁带电拆装或插拔I/O连接线：PLC属于精密电子设备，任何接线、拆卸作业必须在完全断电状态下进行，带电操作可能造成端口损坏甚至人身伤害；

2.  严禁擅自修改或删除PLC内部程序：控制程序是经过充分测试验证后固化使用的，非专业电气人员严禁随意连接编程软件修改程序，错误的程序修改可能导致采煤机误动作，引发设备损坏或人身事故；

3.  严禁使用非原厂或不合格的电源模块供电：PLC对供电质量有一定要求，电控箱内的电源组件必须符合设计要求，电源电压超出允许范围会损坏PLC或导致控制异常；

4.  严禁在PLC附近进行电焊作业：电焊产生的强电磁辐射和感应电压会击穿PLC内部的电子元件，如必须在电控箱附近进行电焊，应先将PLC及相关电子模块的电缆插头拔下并妥善保护；

5. 严禁将强电信号接入PLC输入/输出端子：PLC输入输出端口通常为DC24V等级，严禁接入AC220V或更高电压，否则会立即烧毁端口甚至整个PLC。

  日常维护与保养：

1.  每班目视检查：开机前和停机后，检查PLC本体指示灯是否正常（POWER电源指示灯亮，RUN运行指示灯亮，如有故障指示灯则应注意），观察电控箱内有无异常气味（元件烧毁气味）、有无明显过热现象；

2.  定期清洁电控箱：每月或根据井下粉尘情况定期打开电控箱（在停机断电并执行安全措施后），使用吸尘器或干燥压缩空气清理箱内积尘，保持PLC及模块表面清洁，避免粉尘堆积影响散热和绝缘性能；

3.  检查接线紧固情况：采煤机工作时振动剧烈，容易导致接线端子松动，建议每月检查一次PLC各接线端子是否牢固，特别是电源端子和关键控制信号的接线；

4.  检查备用电池：FX2N/FX3U系列PLC的RAM程序存储器依赖内部锂电池保持程序和数据，当电池电压不足时BAT指示灯会点亮或闪烁，此时应在断电状态下尽快更换新电池（建议采煤机升井大修时同步更换），避免程序丢失；

5.  定期检查通信状态：对于连接有人机界面或顺槽监控系统的采煤机，定期检查PLC与显示器的通信是否正常，数据是否实时更新。

  七、常见故障简易判断：

1.  PLC电源指示灯不亮

• 可能原因：电控箱电源故障；电源模块损坏；PLC内部电源板故障。 

• 处理建议：检查电源输入电压是否正常；检查PLC电源接线是否松动；确认无误后更换PLC。

2.  RUN指示灯不亮，POWER灯亮

• 可能原因：PLC处于STOP状态；程序丢失或错误；硬件故障。

• 处理建议：将运行开关拨至RUN位置；使用编程软件检查程序；如程序丢失需重新下载并检查电池；如仍不运行则更换PLC。

3.  ERROR指示灯闪烁或常亮

• 可能原因：程序存在语法错误或循环异常；硬件故障；电池电压过低。

• 处理建议：连接编程软件查看故障诊断信息；根据故障提示处理；检查电池电压；必要时更换PLC。

4.  部分输入信号不响应

• 可能原因：外部传感器或开关故障；输入接线松动或断裂；输入端口损坏。

• 处理建议：检查外部信号源是否正常；检查接线和端子；在PLC输入端短接测试确认端口好坏。

5.  部分输出动作失灵

• 可能原因：输出继电器或晶体管损坏；输出接线松动；PLC程序逻辑异常。

• 处理建议：在PLC输出端测量输出电压判断端口好坏；检查输出接线；检查程序逻辑。

6.  人机界面数据显示异常或不更新

• 可能原因：通信电缆松动或损坏；PLC通信端口故障；通信参数设置错误。

• 处理建议：检查通信电缆连接是否可靠；检查PLC和人机界面通信参数是否一致。

   总结：三菱FX2N/FX3U系列PLC是采煤机电控系统的核心控制单元，其动作的准确性和运行的稳定性直接关系到采煤机的整机性能、采掘效率和井下作业安全。规范安装接线、保障供电稳定、防止强电干扰、严禁私自修改程序、定期检查清洁、及时更换备用电池，就能保证PLC长期稳定可靠运行，为采煤机自动化、智能化控制提供坚实支撑。所有操作必须严格遵守《煤矿安全规程》及采煤机使用维护说明书的相关要求。

       西安西矿机电有限公司简称西矿机电，是专业生产和销售各型号采煤机配件、机械件、电控元件、液压件的企业，并为用户提供截齿、齿套、齿座、进口轴承、密封件、标准件等配套产品。公司可根据客户需求对煤矿机械与电气设备进行维修、改造和技术服务。我们是为煤矿兄弟单位服务的企业，我们承诺以最少的时间发货，为客户提供需求的产品，保证煤矿的连续生产。同时我们拥有从事采煤机行业多年的技术服务团队，时刻准备着为你解决煤矿综采设备运行中得一切故障，愿通过我们的努力，以可靠的产品、优质的服务、诚信务实的工作作风，赢得广大用户的信赖。热忱欢迎各位同仁莅临指导工作、洽谈业务。

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