CN105590535A - 一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台及实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台及实验方法,该试验平台包括机架,机架包括主机架、子机架、顶层机架,驱动装置安装在子机架上,调绳装置设置在顶层机架上,提升绳一端缠绕在驱动装置卷盘上,提升绳另一端绕过调绳装置导向轮并连接提升容器;模拟刚性罐道导向提升容器时,矩形导轨安装在主机架上,驱动装置通过提升绳带动提升容器沿矩形导轨上下移动;模拟柔性罐道导向提升容器时,张紧绳安装在主机架上,驱动装置通过提升绳带动提升容器沿张紧绳上下移动,张紧绳两端设张紧装置,检测控制系统安装在提升容器、调绳装置和驱动装置上。本发明能模拟实际工况下超深矿井提升装备运动状态,获取故障工况下提升装备主要性能参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台及实验方法。
背景技术
行业内将开采深度超过1000米的矿井称之为超深矿井。超深矿井大型提升装备处于超深矿井运输环节的咽喉位置,负担着提升煤炭、矸石,下放材料、升降人员和设备的任务,已经成为我国实现深部资源开发战略的关键装备。较之于一般的提升装备,超深矿井提升装备提升绳的刚度、阻尼随提升高度不断变化,在扰动作用下,更易出现各提升绳张力不平衡的现象。同时,随着开采深度的增加,地质条件更加复杂,超深矿井提升装备更易出现罐道倾斜、弯曲、凸起等故障。上述情况都严重威胁超深矿井提升装备的安全运行,制约了深部资源的开采。
然而,由于超深矿井开采环境特殊,提升装备很难在现场进行试验。为了深入了解超深矿井提升机的运动学、动力学行为,提取故障特征,保证提升机安全可靠的运行,只能借助于使用超深矿井提升系统多功能模拟试验台进行模拟实验。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种结构紧凑、能够模拟超深矿井提升装备提升绳大柔度特征、能够反应正常和故障状态下系统特性以及能够验证先进控制方法对系统作用效果的多功能模拟试验平台及实验方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台,包括机架、提升容器、矩形导轨、调绳装置、提升绳、驱动装置、检测控制系统、张紧绳和张紧装置;所述机架包括主机架,主机架侧面设置子机架,主机架顶部设置顶层机架,驱动装置安装在子机架上,调绳装置设置在顶层机架上,提升绳一端缠绕在驱动装置的卷盘上,提升绳另一端绕过调绳装置的导向轮并连接在提升容器上;当模拟刚性罐道导向提升容器时,矩形导轨安装在主机架上,驱动装置通过提升绳带动提升容器沿矩形导轨上下移动;当模拟柔性罐道导向提升容器时,张紧绳安装在主机架上,驱动装置通过提升绳带动提升容器沿张紧绳上下移动,张紧绳两端设置用于对张紧绳手动张紧的张紧装置,检测控制系统安装在提升容器、调绳装置和驱动装置上。
进一步的,所述主机架设有可拆卸横梁,矩形导轨通过直角折板与主机架的可拆卸横梁固定。
进一步的,所述张紧装置包括张紧架、张紧滚珠丝杠副、张紧滑块和压绳片,张紧架与主机架固定,张紧滚珠丝杠副设置在张紧架上,张紧滑块设置在张紧滚珠丝杠副上,张紧绳两端被张紧滑块和压绳片夹紧,通过手动调节张紧滚珠丝杠副,改变张紧滑块的高度,可以调节张紧绳的张紧力。
进一步的,所述提升容器包括底板、支撑柱、顶板、滚轮罐耳、吊耳和刚性罐耳,支撑柱通过螺栓分别与底板和顶板相连,吊耳安装在顶板上,滚轮罐耳安装在容器底板和顶板,每组三个滚轮罐耳对矩形导轨形成合围,提升容器的侧面安装两组刚性罐耳;所述滚轮罐耳包括直角铝架、支撑螺栓、弹簧、光杆螺栓、滑块和轴承,直角铝架的一侧通过螺栓与容器的底板和顶板固定,直角铝架的另一侧设有两组支撑螺栓,每组支撑螺栓上均设有一个滑块,弹簧套在支撑螺栓上,滑块之间通过光杆螺栓相连,光杆螺栓上设有轴承。
进一步的,所述调绳装置包括连接板、调绳电机、联轴器、调绳滚珠丝杠副、导向轮、导向轮安装架和调绳滑块,连接板上设有调绳电机,调绳电机输出轴通过联轴器与调绳滚珠丝杠副相连,调绳滑块设置在调绳滚珠丝杠副上,导向轮安装架通过螺栓固定在调绳滑块上,导向轮安装架上设有导向轮。
进一步的,所述提升绳材质为弹性聚酯。
进一步的,所述驱动装置包括绕绳电机、减速器、联轴器、轴承座、主轴、卷盘以及移动平台,移动平台包括传动导轨、步进电机、移动平台滚珠丝杠副、移动平台滑块和平板,步进电机输出轴与移动平台滚珠丝杠副相连,移动平台滑块设置在移动平台滚珠丝杠副上,平板通过螺栓与移动平台滑块连接,轴承座通过螺栓固定在移动平台的平板上,主轴安装在轴承座上,绕绳电机输出轴与减速器输入轴相连,减速器输出轴通过联轴器与主轴相连,卷盘通过平键与主轴相连。
进一步的,所述检测控制系统包括倾角传感器、拉力传感器、第一轴编码器、第二轴编码器、PLC控制器和工控机,倾角传感器安装在提升容器上,拉力传感器安装在提升容器与提升绳的连接处,第一轴编码器安装在与卷盘相连的主轴上,第二轴编码器安装导向轮轴上,倾角传感器、拉力传感器、第一轴编码器、第二轴编码器的输出信号线与PLC控制器的输入模块相连,PLC控制器的输出模块通过驱动器与调绳电机和绕绳电机相连,PLC控制器通过网线与工控机相连。
根据上述模拟试验平台的超深矿井提升系统模拟实验方法,包括以下步骤:
1)在主机架上安装矩形导轨,模拟刚性罐道导向提升容器,将提升容器下放到距离地面设定高度位置,通过调节调绳装置使两根提升绳张力相等,设定驱动装置运行参数;
2)驱动装置通过提升绳带动提升容器沿矩形导轨上下移动,研究刚性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
3)将矩形导轨替换为张紧绳,模拟柔性罐道导向提升容器,研究柔性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
4)手动调节张紧装置,研究柔性罐道导向提升容器状态下,不同张紧力对超深矿井提升系统的动态特性的影响;
5)对矩形导轨进行模拟故障处理,形成故障罐道,将张紧绳替换为故障罐道,研究故障条件下超深矿井提升系统的动态特性,并利用检测控制系统对故障罐道的状态进行检测与分辨;
6)向工控机中写入容错控制算法,重复步骤2),研究故障罐道下,容错控制算法对提升系统性能的改善效果。
进一步的,步骤5)的模拟故障处理包括模拟罐道台阶故障、模拟罐道倾斜故障、模拟罐道凸起故障和模拟罐道弯曲故障,其中:在模拟罐道台阶故障时,将矩形导轨分为两节,在其中一节导轨的两端均加入矩形块,从而在两节导轨连接处形成台阶,通过使用不同厚度的矩形块可模拟不同高度的台阶;在模拟罐道倾斜故障时,将矩形导轨分为两节,在其中一节导轨的端部加入梯形块,使该节导轨倾斜,通过使用斜面角度不同的梯形块可模拟不同倾角;在模拟罐道凸起故障时,使用高强度胶在矩形导轨上粘贴凸起块,通过使用不同大小形状的凸起块可模拟不同大小的凸起;在模拟罐道弯曲故障时,对矩形导轨局部进行折弯。
有益效果:本发明能模拟实际工况下超深矿井提升装备的运动状态,获取故障工况下超深矿井提升装备主要性能参数,为进一步研究超深矿井提升装备的先进控制方法创造条件;设备结构紧凑,占用空间小,自动化程度高。
附图说明
图1是本发明的超深井提升机多功能模拟试验台立体结构示意图;
图2是本发明的机架结构示意图;
图3是本发明的模拟刚性罐道提升系统结构示意图;
图4是本发明的模拟柔性罐道提升系统结构示意图;
图5是本发明的张紧装置结构示意图;
图6是本发明的提升容器结构示意图;
图7是本发明的滚轮罐耳结构示意图;
图8是本发明的调绳装置结构示意图;
图9是本发明的驱动装置结构示意图;
图10是本发明的控制检测系统示意图;
图11a为模拟罐道台阶故障示意图;
图11b为模拟罐道倾斜故障示意图;
图11c为模拟罐道凸起故障示意图;
图11d为模拟罐道弯曲故障示意图。
图中:1-机架,1-1-主机架,1-2-子机架,1-3-顶层机架,2-提升容器,3-矩形导轨,4-调绳装置,5-提升绳,6-驱动装置,7-检测控制系统,7-1-倾角传感器,7-2-拉力传感器,7-3-第一轴编码器,7-4-第二轴编码器,7-5-PLC控制器,7-6-工控机,8-张紧绳,9-张紧装置,10-张紧架,11-张紧滚珠丝杠副,12-张紧滑块,13-压绳片,14-底板,15-支撑柱,16-顶板,17-滚轮罐耳,18-吊耳,19-刚性罐耳,20-直角铝架,21-支撑螺栓,22-弹簧,23-光杆螺栓,24-滑块,25-轴承,26-连接板,27-调绳电机,28-联轴器,29-调绳滚珠丝杠副,30-导向轮,31-导向轮安装架,32-调绳滑块,33-绕绳电机,34-减速器,35-联轴器,36-轴承座,37-主轴,38-卷盘,39-传动导轨,40-步进电机,41-移动平台滚珠丝杠副,42-移动平台滑块,43-平板,44-矩形块,45-梯形块,46-凸起块。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1和2所示,本发明的一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台,包括机架1、提升容器2、矩形导轨3、调绳装置4、提升绳5、驱动装置6、检测控制系统7、张紧绳8和张紧装置9。所述机架1包括主机架1-1,主机架1-1侧面设置子机架1-2,主机架1-1顶部设置顶层机架1-3,驱动装置6安装在子机架1-2上,调绳装置4设置在顶层机架1-3上,提升绳5一端缠绕在驱动装置6的卷盘38上,提升绳5另一端绕过调绳装置4的导向轮30并连接在提升容器2上;如图3和4所示,当模拟刚性罐道导向提升容器时,矩形导轨3安装在主机架1-1上,驱动装置6通过提升绳5带动提升容器2沿矩形导轨3上下移动;当模拟柔性罐道导向提升容器时,张紧绳8安装在主机架1-1上,驱动装置6通过提升绳5带动提升容器2沿张紧绳8上下移动,张紧绳8两端设置用于对张紧绳8手动张紧的张紧装置9,检测控制系统7安装在提升容器2、调绳装置4和驱动装置6上。
如图1至4所示,所述主机架1-1设有可拆卸横梁,矩形导轨3通过直角折板与主机架1-1的可拆卸横梁固定。本实施例中,主机架1-1分为上、中、下三层,上层顶部、上层与中层之间,中层之间与下层之间以及下层底部均设有两跟可拆卸横梁,矩形导轨3分为左侧导轨和右侧导轨,左侧导轨和右侧导轨均分为两节,左侧导轨上部三分之一处为节点,右侧导轨下部三分之一处为节点。当模拟刚性罐道导向提升容器时,左侧导轨和右侧导轨的上、下两端及节点处均通过直角折板与主机架1-1的可拆卸横梁固定,安装在主机架1-1内。当模拟柔性罐道导向提升容器时,拆掉矩形导轨3和主机架(1-1)内的横梁,替换张紧绳8即可。
如图5所示,所述张紧装置9包括张紧架10、张紧滚珠丝杠副11、张紧滑块12和压绳片13。张紧架10与主机架1-1固定,张紧滚珠丝杠副11设置在张紧架10上,张紧滑块12设置在张紧滚珠丝杠副11上,张紧绳8两端被张紧滑块12和压绳片13夹紧,通过手动调节张紧滚珠丝杠副11,改变张紧滑块12的高度,可以调节张紧绳8的张紧力。
如图6所示,所述提升容器2包括底板14,支撑柱15,顶板16,滚轮罐耳17,吊耳18和刚性罐耳19。底板14和顶板16都由尺寸相同的方形钢板构成,支撑柱15通过螺栓分别与底板14和顶板16相连,吊耳18安装在顶板16上,用于连接提升绳5,滚轮罐耳17分四组安装在容器底板14和顶板16,每组三个滚轮罐耳17对矩形导轨3形成合围,实现提升容器在轨道上的平稳运行。提升容器的侧面安装两组刚性罐耳19,将提升容器2顺时针旋转90度,可以作为柔性罐道导向的提升容器使用。
如图7所示,所述滚轮罐耳17包括底座20、支撑螺栓21、弹簧22、光杆螺栓23、滑块24和轴承25。直角铝架20的一侧通过螺栓与容器的底板14和顶板16固定,直角铝架20的另一侧设有两组支撑螺栓21,每组支撑螺栓21上均设有一个滑块24,弹簧22套在支撑螺栓21上,滑块24之间通过光杆螺栓23相连,光杆螺栓23上设有轴承25。通过改变弹簧22刚度,可以测试不同刚度罐耳对提升系统性能的影响,更换轴承25可以模拟罐耳的磨损、偏心、卡死等故障。
如图8所示,所述调绳装置4包括连接板26、调绳电机27、联轴器28、调绳滚珠丝杠副29、导向轮30、导向轮安装架31和调绳滑块32,连接板26上设有调绳电机27,调绳电机27输出轴通过联轴器28与调绳滚珠丝杠副29相连,调绳滑块32设置在调绳滚珠丝杠副29上,导向轮安装架31通过螺栓固定在调绳滑块32上,导向轮安装架31上设有导向轮30。通过调绳电机27驱动调绳滑块32带动导向轮30移动,调节提升绳5垂直段的长度,达到改变提升绳5张力的目的。
所述提升绳5材质为弹性大,强度高的弹性聚酯。模拟超深矿井提升装备运行过程中,弹性聚酯特有的大柔度、变阻尼的特征,可模拟出超深矿井的实际运行状态。
如图9所示,所述驱动装置6包括绕绳电机33、减速器34、联轴器35、轴承座36、主轴37、卷盘38以及移动平台,移动平台包括传动导轨39、步进电机40、移动平台滚珠丝杠副41,移动平台滑块42和平板43。步进电机40输出轴与移动平台滚珠丝杠副41相连,移动平台滑块42设置在移动平台滚珠丝杠副41上,平板43通过螺栓与移动平台滑块42连接,轴承座36通过螺栓固定在移动平台的平板43上,主轴37安装在轴承座36上,绕绳电机33输出轴与减速器34输入轴相连,减速器34输出轴通过联轴器35与主轴37相连,两个卷盘38通过平键与主轴37相连。启动步进电机40,在移动平台滚珠丝杠副41作用下驱动移动平台滑块42直线运动,实现平板43的左右移动,进而可以模拟提升机各种出绳偏角和出绳速度。
如图10所示,所述检测控制系统7包括倾角传感器7-1、拉力传感器7-2、第一轴编码器7-3、第二轴编码器7-4、PLC控制器7-5和工控机7-6。倾角传感器7-1安装在提升容器2的底板14上,可以实时检测提升容器2的位姿;拉力传感器7-2安装在提升容器2与提升绳5的连接处,可以实时检测提升绳5的张力;第一轴编码器7-3安装在与卷盘38相连的主轴37上,用来检测主轴37转速;第二轴编码器7-4安装在调绳装置4的导向轮30轴上,用来检测导向轮30转速;倾角传感器7-1、拉力传感器7-2、第一轴编码器7-3、第二轴编码器7-4的输出信号线与PLC控制器7-5的输入模块相连,PLC控制器7-5的输出模块通过驱动器与调绳电机27和绕绳电机33相连,PLC控制器7-5通过网线与工控机7-6相连,PLC控制器7-5接收传感器和编码器的数据并传输给工控机7-6,工控机7-6通过PLC控制器7-5控制调绳电机27和绕绳电机33的运行状态。
上述模拟试验平台的超深矿井提升系统模拟实验方法,包括以下步骤:
1)在主机架1-1上安装矩形导轨3,模拟刚性罐道导向提升容器,将提升容器2下放到距离地面设定高度位置,通过调节调绳装置4使两根提升绳5张力相等,设定驱动装置6运行参数,在工控机7-6中设置绕绳电机33额定转速曲线,
2)操纵PLC控制器7-5控制绕绳电机33按额定转速运行,驱动装置6通过提升绳5带动提升容器2沿矩形导轨3上下移动,研究刚性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
3)将矩形导轨3替换为张紧绳8,模拟柔性罐道导向提升容器,研究柔性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
4)手动调节张紧装置9,研究柔性罐道导向提升容器状态下,不同张紧力对超深矿井提升系统的动态特性的影响;
5)对矩形导轨3进行模拟故障处理,形成故障罐道,模拟故障处理包括模拟罐道台阶故障、模拟罐道倾斜故障、模拟罐道凸起故障和模拟罐道弯曲故障,其中:如图11a至11d所示,以矩形导轨3的左侧导轨为例,在模拟罐道台阶故障时,将矩形导轨3分为两节,在其中一节导轨的两端均加入矩形块44,从而在两节导轨连接处形成台阶,通过使用不同厚度的矩形块44可模拟不同高度的台阶;在模拟罐道倾斜故障时,将矩形导轨3分为两节,在其中一节导轨的端部加入梯形块45,使该节导轨倾斜,通过使用斜面角度不同的梯形块45可模拟不同倾角;在模拟罐道凸起故障时,使用高强度胶在矩形导轨3上粘贴凸起块46,通过使用不同大小形状的凸起块46可模拟不同大小的凸起;在模拟罐道弯曲故障时,对矩形导轨3局部进行折弯;将张紧绳8替换为故障罐道,研究故障条件下超深矿井提升系统的动态特性,并利用检测控制系统7对故障罐道的状态进行检测与分辨;
6)向工控机中写入容错控制算法,重复步骤2),研究故障罐道下,容错控制算法对提升系统性能的改善效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超深矿井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:包括机架(1)、提升容器(2)、矩形导轨(3)、调绳装置(4)、提升绳(5)、驱动装置(6)、检测控制系统(7)、张紧绳(8)和张紧装置(9);所述机架(1)包括主机架(1-1),主机架(1-1)侧面设置子机架(1-2),主机架(1-1)顶部设置顶层机架(1-3),驱动装置(6)安装在子机架(1-2)上,调绳装置(4)设置在顶层机架(1-3)上,提升绳(5)一端缠绕在驱动装置(6)的卷盘(38)上,提升绳(5)另一端绕过调绳装置(4)的导向轮(30)并连接在提升容器(2)上;当模拟刚性罐道导向提升容器时,矩形导轨(3)安装在主机架(1-1)上,驱动装置(6)通过提升绳(5)带动提升容器(2)沿矩形导轨(3)上下移动;当模拟柔性罐道导向提升容器时,张紧绳(8)安装在主机架(1-1)上,驱动装置(6)通过提升绳(5)带动提升容器(2)沿张紧绳(8)上下移动,张紧绳(8)两端设置用于对张紧绳(8)手动张紧的张紧装置(9),检测控制系统(7)安装在提升容器(2)、调绳装置(4)和驱动装置(6)上。
2.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述主机架(1-1)设有可拆卸横梁,矩形导轨(3)通过直角折板与主机架(1-1)的可拆卸横梁固定。
3.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述张紧装置(9)包括张紧架(10)、张紧滚珠丝杠副(11)、张紧滑块(12)和压绳片(13),张紧架(10)与主机架(1-1)固定,张紧滚珠丝杠副(11)设置在张紧架(10)上,张紧滑块(12)设置在张紧滚珠丝杠副(11)上,张紧绳(8)两端被张紧滑块(12)和压绳片(13)夹紧,通过手动调节张紧滚珠丝杠副(11),改变张紧滑块(12)的高度,可以调节张紧绳(8)的张紧力。
4.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述提升容器(2)包括底板(14)、支撑柱(15)、顶板(16)、滚轮罐耳(17)、吊耳(18)和刚性罐耳(19),支撑柱(15)通过螺栓分别与底板(14)和顶板(16)相连,吊耳(18)安装在顶板(16)上,滚轮罐耳(17)安装在容器底板(14)和顶板(16),每组三个滚轮罐耳(17)对矩形导轨(3)形成合围,提升容器的侧面安装两组刚性罐耳(19);所述滚轮罐耳(17)包括直角铝架(20)、支撑螺栓(21)、弹簧(22)、光杆螺栓(23)、滑块(24)和轴承(25),直角铝架(20)的一侧通过螺栓与容器的底板(14)和顶板(16)固定,直角铝架(20)的另一侧设有两组支撑螺栓(21),每组支撑螺栓(21)上均设有一个滑块(24),弹簧(22)套在支撑螺栓(21)上,滑块(24)之间通过光杆螺栓(23)相连,光杆螺栓(23)上设有轴承(25)。
5.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述调绳装置(4)包括连接板(26)、调绳电机(27)、联轴器(28)、调绳滚珠丝杠副(29)、导向轮(30)、导向轮安装架(31)和调绳滑块(32),连接板(26)上设有调绳电机(27),调绳电机(27)输出轴通过联轴器(28)与调绳滚珠丝杠副(29)相连,调绳滑块(32)设置在调绳滚珠丝杠副(29)上,导向轮安装架(31)通过螺栓固定在调绳滑块(32)上,导向轮安装架(31)上设有导向轮(30)。
6.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述提升绳(5)材质为弹性聚酯。
7.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述驱动装置(6)包括绕绳电机(33)、减速器(34)、联轴器(35)、轴承座(36)、主轴(37)、卷盘(38)以及移动平台,移动平台包括传动导轨(39)、步进电机(40)、移动平台滚珠丝杠副(41)、移动平台滑块(42)和平板(43),步进电机(40)输出轴与移动平台滚珠丝杠副(41)相连,移动平台滑块(42)设置在移动平台滚珠丝杠副(41)上,平板(43)通过螺栓与移动平台滑块(42)连接,轴承座(36)通过螺栓固定在移动平台的平板(43)上,主轴(37)安装在轴承座(36)上,绕绳电机(33)输出轴与减速器(34)输入轴相连,减速器(34)输出轴通过联轴器(35)与主轴(37)相连,卷盘(38)通过平键与主轴(37)相连。
8.根据权利要求书1所述一种超深井提升系统多功能模拟试验平台,其特征在于:所述检测控制系统(7)包括倾角传感器(7-1)、拉力传感器(7-2)、第一轴编码器(7-3)、第二轴编码器(7-4)、PLC控制器(7-5)和工控机(7-6),倾角传感器(7-1)安装在提升容器(2)上,拉力传感器(7-2)安装在提升容器(2)与提升绳(5)的连接处,第一轴编码器(7-3)安装在与卷盘(38)相连的主轴(37)上,第二轴编码器(7-4)安装导向轮(30)轴上,倾角传感器(7-1)、拉力传感器(7-2)、第一轴编码器(7-3)、第二轴编码器(7-4)的输出信号线与PLC控制器(7-5)的输入模块相连,PLC控制器(7-5)的输出模块通过驱动器与调绳电机(27)和绕绳电机(33)相连,PLC控制器(7-5)通过网线与工控机(7-6)相连。
9.根据权利要求书1所述模拟试验平台的超深矿井提升系统模拟实验方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在主机架(1-1)上安装矩形导轨(3),模拟刚性罐道导向提升容器,将提升容器(2)下放到距离地面设定高度位置,通过调节调绳装置(4)使两根提升绳(5)张力相等,设定驱动装置(6)运行参数;
2)驱动装置(6)通过提升绳(5)带动提升容器(2)沿矩形导轨(3)上下移动,研究刚性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
3)将矩形导轨(3)替换为张紧绳(8),模拟柔性罐道导向提升容器,研究柔性罐道导向提升容器状态下超深矿井提升系统的动态特性;
4)手动调节张紧装置(9),研究柔性罐道导向提升容器状态下,不同张紧力对超深矿井提升系统的动态特性的影响;
5)对矩形导轨(3)进行模拟故障处理,形成故障罐道,将张紧绳(8)替换为故障罐道,研究故障条件下超深矿井提升系统的动态特性,并利用检测控制系统(7)对故障罐道的状态进行检测与分辨;
6)向工控机中写入容错控制算法,重复步骤2),研究故障罐道下,容错控制算法对提升系统性能的改善效果。
10.根据权利要求书9所述的超深矿井提升系统模拟实验方法,其特征在于:步骤5)的模拟故障处理包括模拟罐道台阶故障、模拟罐道倾斜故障、模拟罐道凸起故障和模拟罐道弯曲故障,其中:在模拟罐道台阶故障时,将矩形导轨(3)分为两节,在其中一节导轨的两端均加入矩形块(44),从而在两节导轨连接处形成台阶,通过使用不同厚度的矩形块(44)可模拟不同高度的台阶;在模拟罐道倾斜故障时,将矩形导轨(3)分为两节,在其中一节导轨的端部加入梯形块(45),使该节导轨倾斜,通过使用斜面角度不同的梯形块(45)可模拟不同倾角;在模拟罐道凸起故障时,使用高强度胶在矩形导轨(3)上粘贴凸起块(46),通过使用不同大小形状的凸起块(46)可模拟不同大小的凸起;在模拟罐道弯曲故障时,对矩形导轨(3)局部进行折弯。
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