CN104495558A - 电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法 - Google Patents

Abstract

一种电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法，包括：绞车电控、变流驱动装置和自动装卸载信号三套子系统的配合来完成。其中变流驱动装置的电动机电流数据和自动装卸载信号系统的箕斗实际装载吨位数据要传到绞车电控PLC中，绞车电控PLC中进行判断，判断结果再让装卸载信号系统执行，经过称重采样，电流采样，数据分析，逻辑判断来完成。

Description

电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法

技术领域

本发明涉及一种矿用箕斗装载领域，尤其涉及一种电流判断法防范箕斗累积重装事故的技术。

背景技术

《煤矿安全质量标准化细则》中明确规定：主井箕斗提升必须是定重装载。也就是说下井口准备仓必须有称重装置（一般说该仓为定量仓），向下放到下井口的箕斗必须按不超过额定提升载荷的煤量进行装载。

虽有上述手段，假如某箕斗在上井口没卸空（箕斗内有余煤），到下井口装载后势必超重，余煤越多后果越严重，工作人员若没有及时发现，强行提升，会严重威胁主提升钢丝绳和提升机的安全，这种事故在全自动提升机上必须严加防范。

目前国内已经有了这方面保护的产品，但很不成熟和可靠，其技术关键就是在箕斗上安装称重传感器。其不成功的原因有几个方面：一是传感器问题，安装复杂困难，多升摩擦式提升绞车尤甚；二是信号传输瓶颈，只能通过无线传输，传输质量限制保护装置的可靠性；三是电源问题，箕斗顶上的传感器及处理电路只能用电池组供电，需人工定期充电，操作繁琐。

因有异物、湿度、粘度等因素都有可能导致箕斗卸不空，下放到装载后直接再装，造成该箕斗装载超重、绞车过载提不动现象。出现此故障处理很麻烦。

双箕斗提升机正常情况下是一个箕斗额定载荷上提，另一个箕斗空载下放，当箕斗运行到某一固定位置（如两箕斗交会点）时，电机电流基本是一个定值。但如果下放的箕斗并不是空的（有余煤），电流会比上述定值小。一旦发现电流异常后，便不允许下放到位的箕斗装载，这便是电流判断法防范箕斗累积重装事故的技术，是给提升机系统额外增加的一道保护。其特点是不需额外投入，判断准确率高，防范效果好。

   

发明内容

本发明的目的是提供一种提升机安全保护方案，应用电流判断技术，避免因箕斗重装超载而对提升系统的严重危害的电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法，包括：绞车电控、变流驱动装置和自动装卸载信号三套子系统的配合来完成。其中变流驱动装置的电动机电流数据和自动装卸载信号系统的箕斗实际装载吨位数据要传到绞车电控PLC中，绞车电控PLC中进行判断，判断结果再让装卸载信号系统执行。其特征是：该方法具体步骤如下：

步骤1、称重采样：到下井口位置的箕斗装载前，对A箕斗准备仓或B箕斗准备仓进行称重采样，此即为该箕斗的实际载荷（T_s）；

步骤2、电流采样：两箕斗到交会点后，对电机电流进行采样，取得实际电流值；

步骤3、数据分析：通过公式“I_j=（T_s-T_y）×A_t”计算出电流判断基准值；

其中Ij为电流基准值（A）;

T_s 为某箕斗实际载重（t）；

T_y为余煤量极限（t），由极限载荷-额定载荷=余煤量极限T_y；

A_t为吨煤对应电流（A/t），即电流和载荷之比值根据电机电流与载荷成正比，经过多次装载不同的吨位观察采样点的电流，可以测算出电机电流与箕斗实际装载吨位的比值A_t；

步骤4、逻辑判断：判断实际电流是否小于电流判断基准值（I≤Ij），若实际电流小于电流判断基准值，意味着正在下放过程的箕斗之前没有卸空，立即置位闭锁信号，启动保护，箕斗到位后立即报警并闭锁装载，在监控上位机上立即报出“某箕斗未卸空”； 若实际电流大于电流判断基准值则不做任何处理，视为正常，箕斗到位正常装载。

本发明突出了安全效益，避免了因箕斗重装超载而对提升系统的严重危害。另外还有保证正常生产效益。

附图说明

图1为本发明多绳摩擦提升机系统方框示意图。

图2为电气控制方框图。

图3为本发明的程序功能块原理框图。

图4为实例中采样点对应电流曲线上的位置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明如图1、图2和图3所示：

一种电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法，包括：绞车电控、变流驱动装置和自动装卸载信号三套子系统的配合来完成。其中变流驱动装置的电动机电流数据和自动装卸载信号系统的箕斗实际装载吨位数据要传到绞车电控PLC中，绞车电控PLC中进行判断，判断结果再让装卸载信号系统执行。其特征是：该方法具体步骤如下：

步骤1、称重采样：到下井口位置的箕斗装载前，对A箕斗准备仓或B箕斗准备仓进行称重采样，此即为该箕斗的实际载荷（T_s）；

步骤2、电流采样：两箕斗到交会点后，对电机电流进行采样，取得实际电流值；

步骤3、数据分析：通过公式“I_j=（T_s-T_y）×A_t”计算出电流判断基准值；

其中Ij为电流基准值（A）;

T_s 为某箕斗实际载重（t）；

T_y为余煤量极限（t），由极限载荷-额定载荷=余煤量极限T_y；

A_t为吨煤对应电流（A/t），即电流和载荷之比值根据电机电流与载荷成正比，经过多次装载不同的吨位观察采样点的电流，可以测算出电机电流与箕斗实际装载吨位的比值A_t；

步骤4、逻辑判断：判断实际电流是否小于电流判断基准值（I≤Ij），若实际电流小于电流判断基准值，意味着正在下放过程的箕斗之前没有卸空，立即置位闭锁信号，启动保护，箕斗到位后立即报警并闭锁装载，在监控上位机上立即报出“某箕斗未卸空”； 若实际电流大于电流判断基准值则不做任何处理，视为正常，箕斗到位正常装载。

实施例：

1、技术原理

以电机电流作为判断依据。判断本次提升电机电流是否过小，若小于某一值，则判定下放到装载的箕斗有未卸空嫌疑，不允许装载。

该提升机电气部分现有条件：绞车电控、变流驱动装置、自动装卸载信号系统全为可编程智能设备。其中变流装置的电流数据和装卸载信号系统的箕斗实际装载吨位数据已传到绞车电控PLC中,这两个数据是判断事故的重要依据。另外还要建立绞车电控对信号系统的闭锁装载信号（允许/禁止装载）。实现本功能的硬件组成框图见图2。以下作细致介绍。

1.1电流的采样。绞车运行有初加速、主加速、等速、减速、爬行等6个运行段（参见图4），电流各不相同，必须找一相对稳定比较有代表意义的某一点作为电流采样。如此才有相互比较判定的意义。我们选定等速段两箕斗交会之后减速点之前的某点作为电流采样点，A斗上提选定在-173m，B斗上提在-282m，两边是对称的。

1.2电流判断基准。提升过程电机电流低于多少可断定下放的箕斗有余煤呢？这就需要有个电流判断基准。众所周知，电机电流与载荷成正比，经过多次装载不同的吨位观察采样点的电流，可以测算出电机电流与箕斗实际装载吨位的比值，比如，付煤公司主井提升机的电流和载荷比值为213A/t。若某箕斗实际装载量为10.55t，那么提升时到采样点的电机电流就应该是10.55×213=2247A，实际误差不会超过±20A。

另外，未卸空的箕斗余煤超过多少才可启动保护呢？这要根据提升机提升能力极限，据此决定余煤量的极限。原则是决不能让提升机超提升能力运行。

电流基准值：I_j=（T_s-T_y）×A_t

其中：Ij为电流基准值（A）;

T_s 为某箕斗实际载重（t）；

T_y为余煤量极限（t）；

A_t为吨煤对应电流（A/t），即电流和载荷之比值。

例如：付煤公司主提升机箕斗额定载荷是11吨，极限载荷是12.5吨，吨煤对应电流是213A，即T_y=1.5t，A_t=213A/t，某箕斗的实际装载量是T_s=10.5吨，则电流判断基准值便是：

I_j=（T_s-T_y）×A_t=（10.5-1.5）×213=1917（A）

若实际电流小于上述基准值，则可判定下放的箕斗没有卸空，且超过余煤极限，系统立即启动保护，箕斗到位后发出报警信号，并禁止装载。

需要注意的是：若电动机正反转电流不一致，需要分别确定电流判断基准。

2、功能的实现

要实现防箕斗累积重装功能，需要在提升机电控PLC中编辑一段功能块。在向下放到装载位置的箕斗装载前，采样定量仓称重值，此即为该箕斗的实际载荷（T_s），此数值一旦得到，通过公式“I_j=（T_s-T_y）×A_t”便可计算出电流判断基准值。接下来等待电流采样时刻，时刻到（两箕斗交会时）取得实际电流值，判断本值是否小于电流判断基准值（I≤Ij）,若是，则置位闭锁信号（启动保护），箕斗到位后立即报警并闭锁装载，在监控上位机上立即报出“某箕斗未卸空”；否则视为正常，不做任何处理，箕斗到位正常装载。

3、发现异常后的处理

一旦检测出该故障后，箕斗没到位之前便在电控上位机监控界面上显示：“某斗未卸空，严禁装载！”，该文字在闪烁。箕斗到位后绞车电控闭锁装载，不允许再装，同时信号系统也有显示、有报警。等待绞车司机和装载司机确认处理。

绞车司机得到报警信号后立即通知装载司机前去观察，观看到装载的箕斗是否有余煤。不管能不能观察出来，只需用手动方式将故障箕斗提升到上井口二次卸载，绞车停止后，司机前去上井口观察箕斗内是否有异物卡住，是否已完全卸空。若有异物卡住，通知单位派人来处理。短时内即可恢复正常提升。

事故处理完后，按操作台上的“重装确认”钮，故障便可清除。但须要注意：故障处理之前严禁按该按钮。

4、经济、社会效益分析

本项目主要突出了一个安全效益，避免了因箕斗重装超载而对提升系统的严重危害。另外还有保证正常生产效益，以往我们处理一次重装事故一般需要5小时， 而本成果应用后重装事故避免，即可使主井每年多提煤2100t，去掉生产成本后按600元/吨计算，每年增效126万元，因此，该项目经济效益也非常显著。

5、推广应用前景

“电流判断法防范箕斗累积重装事故的技术”纯属自己研发，成本低，不需额外投入，技术含量高，成果转化程度较高，属于原始创新项目，在国内尚属空白，技术能达到国内首创水平。箕斗累积重装事故各个矿井都有经历，处理相当麻烦，危害极大，人们正在寻求解决的办法。因此该项目将会有较好地推广应用价值，在煤炭行业会具有广泛的应用推广前景。

Claims (1)

1.一种电流判断法防范箕斗累积重装事故的方法，包括：绞车电控、变流驱动装置和自动装卸载信号三套子系统的配合来完成，

其中变流驱动装置的电动机电流数据和自动装卸载信号系统的箕斗实际装载吨位数据要传到绞车电控PLC中，绞车电控PLC中进行判断，判断结果再让装卸载信号系统执行，

其特征是：该方法具体步骤如下：

步骤1、称重采样：到下井口位置的箕斗装载前，对A箕斗准备仓或B箕斗准备仓进行称重采样，此即为该箕斗的实际载荷（T_s）；

步骤2、电流采样：两箕斗到交会点后，对电机电流进行采样，取得实际电流值；

步骤3、数据分析：通过公式“I_j=（T_s-T_y）×A_t”计算出电流判断基准值；

其中Ij为电流基准值（A）;

T_s 为某箕斗实际载重（t）；

T_y为余煤量极限（t），由极限载荷-额定载荷=余煤量极限T_y；

A_t为吨煤对应电流（A/t），即电流和载荷之比值根据电机电流与载荷成正比，经过多次装载不同的吨位观察采样点的电流，可以测算出电机电流与箕斗实际装载吨位的比值A_t；

步骤4、逻辑判断：判断实际电流是否小于电流判断基准值（I≤Ij），若实际电流小于电流判断基准值，意味着正在下放过程的箕斗之前没有卸空，立即置位闭锁信号，启动保护，箕斗到位后立即报警并闭锁装载，在监控上位机上立即报出“某箕斗未卸空”； 若实际电流大于电流判断基准值则不做任何处理，视为正常，箕斗到位正常装载。