CN106315322B - 一种矿井提升机智能防滑安全制动系统 - Google Patents

一种矿井提升机智能防滑安全制动系统 Download PDF

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Abstract

本发明的矿井提升机智能防滑安全制动系统，包括：传感系统、智能减速度核定模块、滑移检测模块、制动器控制模块、液压站、制动功能执行元件和检测反馈装置。智能减速度核定模块根据传感系统测得的特征数据和提升机的有关参数，结合《煤矿安全规程》，计算出最大允许的减速度值，并向制动器控制模块发送指令；制动器控制模块接到指令后按给定的减速度为初值进行安全制动，减速度值按照预设线性规律递增。安全制动的同时，智能减速度核定模块根据滑移检测模块测得的特征数据判断出钢丝绳是否有滑移趋势，在检测到钢丝绳出现滑移趋势时，立刻把制动减速度减小为原来的80％，延时100ms后，减速度增加到减小前的95％，保持目前减速度值至安全停车。

Description

一种矿井提升机智能防滑安全制动系统
技术领域
本发明涉及矿井提升机安全制动控制技术领域,具体涉及矿井提升机防钢丝绳滑移的安全制动系统。
背景技术
矿井提升机是矿井中的重要设备，承担着矿物、设备、材料和人员输送的重要任务，其性能好坏对于矿山安全生产十分重要。矿井提升机电液制动系统是关系到提升机安全性能的关键部件。
安全制动是指在提升机运行过程中，为避免出现安全事故时迅速停车的制动行为。安全制动过程主要是由电液制动系统完成的，电液制动系统由盘形制动器、液压站、电控系统、传感系统、检测反馈装置、液压管路及连接电缆组成。
目前，国内外部分矿井提升机、特别是大型多绳摩擦式提升机多数采用双工作点恒减速安全制动系统来实现安全制动过程。双工作点恒减速安全制动系统根据矿井提升机安全制动要求和提升系统需要预先设定两个工作点，主电控系统根据提升工作过程中的电流特征参数识别提升系统重物上提或重物下放工况，在重载上提工况下安全制动时，闭环系统自动按照较大的减速度工作点进行恒减速制动；当工况改变为重载下放工况下进行安全制动时，闭环系统则自动按照较小的减速度工作点进行恒减速制动。
上述制动方式选用双设定工作点，提高了制动平稳性和安全可靠性，具有良好的制动性能，但由于其恒减速闭环给定的工作点预先设置两个工作点，通过工况不同选择设定值存在不足之处：
1、这种闭环控制系统的闭环工作点有两个预先的设定值，在大多数情况下，提升系统质量模数(提升系统有效提升载荷与总变位质量之比值)较小，多绳摩擦提升机重载提升工况时最小防滑极限制动减速度大于提升系统重载下放时安全规程规定的最小制动减速度值。而在实际提升系统中，如果提升系统质量模数较大，就可能出现最小防滑极限制动减速度值与提升系统重载下放时安全规程规定的最小制动减速度值接近、甚至小于后者的情况，这种情况下，闭环制动系统按照设定值的大小，自动把较大的减速度工作点赋值给重载上提工况、把较小的减速度工作点赋值给重载下放工况，不能满足提升机的安全运行条件。
2、采用预先设定好的减速度的工作点，不能满足提升机参数变化等情况下的安全制动，不能达到让提升机在最短时间内安全停车的目的。
发明内容
为了缩短安全制动时间，减少安全制动时提升容器的运行距离，本发明所要解决的技术问题是提供一种矿井提升机智能防滑安全制动系统，使矿井提升机安全制动系统的制动性能和应用范围有所提高，同时为提高矿井提升系统整机参数性能奠定基础。
为实现上述发明目的，本发明创造采用如下技术方案：
本发明的矿井提升机智能防滑安全制动系统，包括：传感系统、智能减速度核定模块、制动器控制模块、液压站、制动功能执行元件和检测反馈装置。传感系统包括滑移检测、称重、速度、加速度等传感器，传感系统把传感器检测到的信号经过滤波除噪处理后发送给智能减速度核定模块；智能减速度核定模块首先根据传感器系统测得的特征数据和提升机的有关参数，结合《煤矿安全规程》，实时计算出提升机允许的最大减速度值，并向制动器控制模块发送减速度指令信息；制动器控制模块接到指令后按给定的减速度为初值进行安全制动，减速度值按照预设线性规律递增。安全制动的同时，智能减速度核定模块根据滑移检测模块测得的特征数据判断出钢丝绳是否有滑移趋势，在检测到钢丝绳出现滑移趋势时，立刻把制动减速度减小为原来的80％，延时100ms后，减速度增加到减小前的95％，保持目前减速度值至安全停车。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、在提升系统质量模数(提升系统有效提升载荷与总变位质量之比)较大的情况下，就可能出现最小防滑极限制动减速度值与提升系统重载下放时安全规程规定的最小制动减速度值接近，甚至小于后者，这种情况下，制动器控制模块按照设定值的大小，自动把较大的减速度工作点赋值给重载上提工况、把较小的减速度工作点赋值给重载下放工况不能满足提升机的安全运行条件。这样，本发明技术方案就可以实现不论提升系统质量模数的数值如何变化，均可以在各种较极端的提升系统参数下实现最佳减速度安全制动效果。
2、在矿井提升系统工作中，按照预先设定的减速度工作点进行安全制动，可能与提升机实际工况存在很大差别，达不到理想的制动状态，因为提升机的各种参数可能发生变化，比如提升箕斗磨损、装载率变化、卸料不干净等都将影响质量模数的大小，进而影响减速度工作点的设置。而本发明技术方案则可以根据各种传感器实测数据，通过智能减速度核定模块和滑移检测模块得到提升系统允许的最大减速度值，能最大程度的符合最佳减速度要求，实现在全工况条件下实现性能最优、速度最快的安全制动效果。
附图说明
附图1为提升机智能防滑安全制动系统工作原理图。
具体实施方式
以下结合优选实施方式对本发明创造进一步说明：
结合制动系统框图，传感系统包括称重、速度、加速度等传感器，把传感器检测到的信号经过滤波除噪处理后发送给智能减速度核定模块。
智能减速度核定模块首先根据传感器系统测得的特征数据和提升机的有关参数，结合《煤矿安全规程》，实时计算出提升机允许的最大减速度值，并向制动器控制模块发送减速度指令信息；制动器控制模块接到指令后按给定的减速度为初值进行安全制动，减速度值按照预设线性规律递增。安全制动的同时，智能减速度核定模块根据滑移检测模块测得的特征数据判断出钢丝绳是否有滑移趋势，在检测到钢丝绳出现滑移趋势时，立刻把制动减速度减小为原来的80％，延时100ms后，减速度增加到减小前的95％，保持目前减速度值至安全停车。
制动器控制模块将给定减速度值和检测反馈装置实际反馈的信号值进行比较后发出控制指令，控制指令经过放大、矫正等方式处理后，通过电液比例换向阀转换为液压信号，电液比例换向阀输出按输入指令变化的液压压力(流量)信号控制盘形制动器油缸活塞杆输出的正压力，盘形制动器油缸活塞杆输出的正压力与盘形制动器弹簧力进行抵消后的剩余正压力通过闸瓦作用在制动盘(闸盘)上，形成的制动力矩控制提升系统的运动状态按照输入控制指令变化规律而改变(制动减速)，实施了对提升系统的控制，实现了矿井提升机的恒减速安全制动。
在实施安全制动时，可以实现在不同载荷、不同速度下，使提升系统按照所处工况下最佳的减速度计算值进行制动。在检测装置检测到实际减速度值偏离给定值的情况下，通过该制动系统的反馈调节和补偿作用，使偏差迅速减小、保持制动过程减速度恒定不变，达到恒减速制动。

Claims (3)

1.矿井提升机智能防滑安全制动系统，其特征是：包括：传感系统、智能减速度核定模块、滑移检测模块、制动器控制模块、制动功能执行元件、液压站和检测反馈装置；传感系统包括称重、测速、加速度传感器；传感系统把传感器检测到的信号发送给智能减速度核定模块；智能减速度核定模块计算出提升机允许的最大减速度值，并发送给制动器控制模块；制动器控制模块将该减速度值和检测反馈装置实际反馈的信号值进行比较后发出控制指令，通过液压站的电液比例换向阀转化为液压信号，由制动功能执行元件进行智能安全制动；安全制动的同时，智能减速度核定模块根据滑移检测模块测得的特征数据判断出钢丝绳是否有滑移趋势，在检测到钢丝绳出现滑移趋势时，立刻把制动减速度减小为原来的80％，延时100ms后，减速度增加到减小前的95％，保持目前减速度值至安全停车。
2.根据权利要求1所述的矿井提升机智能防滑安全制动系统，其特征是：智能减速度核定模块根据传感器系统测得的特征数据和提升机的有关参数，实时计算出符合实际工况的提升机的最大减速度值，并向制动器控制模块发送减速度指令信息。
3.根据权利要求1所述的矿井提升机智能防滑安全制动系统，其特征是：制动器控制模块接到指令后按所述减速度为初值进行安全制动，减速度值按照预设线性规律递增。
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