CN110104531B - 基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法 - Google Patents

基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法，包括恒减速液压站和提升机，所述的恒减速液压站与提升机连接；所述的提升机包括提升机控制器和提升机滚筒主轴；所述的提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；所述的测速发电机与提升机控制器进行通信；所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；该系统还包括报警装置，所述的提升机控制器与报警装置连接。

Description

基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法
技术领域
本发明涉及煤矿安全控制技术领域，具体涉及一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法。
背景技术
恒减速液压站是矿井提升机重要的安全和控制部件，恒减速液压站是提升机制动系统的液压动力源，为制动器提供实现开闸、合闸、工作制动、安全制动等工作过程提供可能。煤矿副井提升机房使用液压站的主要功能为：1、工作制动：为盘形制动器提供可以调节的压力油，使提升机获得不同的制动力矩，使矿井提升机正常的运转、调速、停车。2、井中恒减速制动：在井中发生任何事故状态下，自动调整盘形制动器的油压，使提升机按设定的减速度制动，停车后盘形制动器的全部油压迅速回到零，使提升机系统处于全制动状态。3、井中二级安全制动：若恒减速安全制动方式失灵，制动转入二级制动方式，盘形制动器的油压迅速降到预先设定的某一值，经延时后，盘形制动器的全部油压值迅速回到零，使提升系统处于全制动状态。4、井口一级制动：在井口发生了任何事故状态下，盘形制动器全部油压应立即回到零，使提升系统处于全制动状态。
当矿井提升机出现事故状态，如全矿停电，液压站的安全制动部分将产生紧急制动，即安全制动，其原理如下：1、恒减速安全制动：油泵电机断电停止转动，油泵停止供油，电磁换向阀断电，制动压力先通过溢流阀，降低到贴皮油压，然后根据给定减速度信号，控制比例方向阀，调节制动器压力升降，使紧急制动减速度与给定减速度保持一致，当检测元件检测到提升机系统已停车，油压迅速降低到零压。2、恒力矩二级安全制动：若紧急制动过程中恒减速系统发生故障，系统可自动切换实现恒力矩二级制动，这时第二个电磁换向阀断电通电，比例方向阀控制信号为零，制动器油压马上降到溢流阀设定的压力值，待安全制动延时时间到达，使油压迅速降低到零压，制动器达到全制动状态。
液压站实施恒减速安全制动时所得到的减速度信号为安装在提升机滚筒主轴上的测速发电机供给，若测速发电机与液压站控制器通讯断开，液压站实施恒减速安全制动时元件所测得的提升机的减速度就为零，此时液压站便认为提升机速度已经为零，不再实施安全制动，并且恒力矩二级安全制动也不会投入(因为液压站此时并不认为恒减速制动失效，而是提升机已经速度为零)，直接实施一级制动方式，即油压直接从全压降为零压，由于提升机实际正处于高速运行状态，由于液压站直接降为零压，此时滚筒主轴便会直接抱死，由于防滑系数超限，钢丝绳便会在滚筒衬木上滑动，产生极大的安全隐患。
发明内容
针对若测速发电机与液压站控制器通讯断开，液压站实施恒减速安全制动时元件所测得的提升机的减速度就为零，此时液压站便认为提升机速度已经为零，不再实施安全制动，并且恒力矩二级安全制动也不会投入(因为液压站此时并不认为恒减速制动失效，而是提升机已经速度为零)，直接实施一级制动方式，即油压直接从全压降为零压，由于提升机实际正处于高速运行状态，由于液压站直接降为零压，此时滚筒主轴便会直接抱死，由于防滑系数超限，钢丝绳便会在滚筒衬木上滑动，产生极大的安全隐患的问题，本发明提供一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统及控制方法。
本发明的技术方案是：
一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统，包括恒减速液压站和提升机，所述的恒减速液压站与提升机连接；所述的提升机包括提升机控制器和提升机滚筒主轴；
所述的提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；所述的测速发电机与提升机控制器进行通信；
所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
该系统还包括报警装置，所述的提升机控制器与报警装置连接。
优选地，提升机控制器包括高速计算模块；恒减速液压站包括液压站控制器；
所述的提升机控制器，用于将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比，根据对比结果输出信号到报警装置或输出信号到液压站控制器。
优选地，测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器。
优选地，测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比若对比结果不相同时，输出信号到报警装置同时提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。
优选地，所述的测速反馈装置包括主控编码器和驱动传感器，主控编码器和驱动传感器均设置在提升机滚筒主轴上。
优选地，为避免再次出现测速发电机联轴节脱落，造成测速发电机反馈信号丢失，或者测速大电机联轴节脱落松动，造成测速发电机反馈信号不稳定，提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接。
第二方面，本发明技术方案提供一种基于恒减速液压站的提升机控制方法，包括如下步骤：
提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置，所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
提升机控制器将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比；
若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器，否则，提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。
优选地，该方法还包括：提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接，当提升机开启后，速度大于设定阈值时，继电器输出信号进入提升机控制器，与测速发电机输入提升机控制器速度大于设定阈值信号，进行相互比较；
当测速发电机联轴节与提升机主轴断开，或者联轴节紧固螺丝松动导致联轴节打滑时，继电器经延时后动作，信号断开。通过上述方法能够动态监控提升机测速发电机联轴节软联接，一旦发生故障能够在第一时间处理，完全避免了因提升机测速发电机联轴节软联接螺丝松动等故障，引起的提升机一级制动后的滑绳现象，将提升机测速发电机联轴节故障处理时间进行缩短，大大缩短了故障处理时间，提高矿井副井提升的安全可靠性。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：所述的提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；所述的测速发电机与提升机控制器进行通信；提升机控制器将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比，若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器，否则，提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器，液压站实施一级制动提升机将会平稳停车，避免滑绳现象的出现。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的基于恒减速液压站的提升机控制保护系统的示意图。
图2是本发明一个实施例基于恒减速液压站的提升机控制方法的示意性流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统，包括恒减速液压站和提升机，所述的恒减速液压站与提升机连接；所述的提升机包括提升机控制器和提升机滚筒主轴；
所述的提升机滚筒主轴上设置有测速发电机2和测速反馈装置5；所述的测速发电机2与提升机控制器进行通信；
所述的测速反馈装置5在提升机滚筒1主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
该系统还包括报警装置，所述的提升机控制器与报警装置连接。
提升机控制器包括高速计算模块；恒减速液压站包括液压站控制器；所述的液压站控制器和提升机控制器均为PLC控制器，所述的高速计算模块为fm450高速计算模块；
所述的提升机控制器，用于将接收到的测速反馈装置5传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比，根据对比结果输出信号到报警装置或输出信号到液压站控制器。
测速反馈装置5传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机2所测得的速度信号进行对比若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器。
测速反馈装置5传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机2所测得的速度信号进行对比若对比结果不相同时，输出信号到报警装置同时提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。为避免液压站测速发电机2出现断线情况，利用提升机控制器PLC所测得的速度信号与液压站测速发电机2所测得的速度信号进行对比。当提升机正常运转时如果液压站测速发电机出现断线现象，提升机PLC通过数据比较便会通过上位机发出测速及断线报警，提升机PLC不会马上给液压站PLC发出安全回路断开信号，而是提升机PLC通过预先设计的程序预先减速停车，当提升机速度降为阈值为0.5m/s的安全速度时才会给提升机发出安全回路断开信号，此时液压站实施一级制动提升机将会平稳停车，避免滑绳现象的出现。
所述的测速反馈装置包括主控编码器4和驱动传感器3，主控编码器4和驱动传感器4均设置在提升机滚筒1主轴上。
为避免再次出现测速发电机2联轴节脱落，造成测速发电机2反馈信号丢失，或者测速发电机2联轴节脱落松动，造成测速发电机2反馈信号不稳定，提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接。
实施例二
如图2所示，本发明技术方案提供一种基于恒减速液压站的提升机控制方法，包括如下步骤：
S1：提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；
S2：所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
S3：提升机控制器将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比；
S4：若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器，否则，执行步骤S5；
S5：输出信号到报警装置同时提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。为避免液压站测速发电机出现断线情况，利用提升机控制器PLC所测得的速度信号与液压站测速发电机所测得的速度信号进行对比。当提升机正常运转时如果液压站测速发电机出现断线现象，提升机PLC通过数据比较便会通过上位机发出测速及断线报警，提升机PLC不会马上给液压站PLC发出安全回路断开信号，而是提升机PLC通过预先设计的程序预先减速停车，当提升机速度降为阈值为0.5m/s的安全速度时才会给提升机发出安全回路断开信号，此时液压站实施一级制动提升机将会平稳停车，避免滑绳现象的出现。
具体实现过程为：提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接，当提升机开启后，速度大于设定阈值时，继电器输出信号进入提升机控制器，与测速发电机输入提升机控制器速度大于设定阈值信号，进行相互比较；
为避免再次出现测速发电机联轴节脱落，造成测速发电机机反馈信号丢失，或者测速发电机联轴节脱落松动，造成测速发电机反馈信号不稳定，根据现场实际情况，利用提升机PLC和液压站PLC相互输出的反馈信号，用硬线连接继电器关联两种PLC，当提升机开启后，速度大于0.5m/s时，继电器输出信号进入提升机PLC，与测速发电机输入提升机PLC速度大于0.5m/s信号继电器常开点并联，共同作为闸控保护点，同时相互比较。
当测速发电机联轴节与提升机主轴断开，或者联轴节紧固螺丝松动导致联轴节打滑时，继电器经延时后动作，信号断开。通过上述方法能够动态监控提升机测速发电机联轴节软联接，一旦发生故障能够在第一时间处理，完全避免了因提升机测速发电机联轴节软联接螺丝松动等故障，引起的提升机一级制动后的滑绳现象，将提升机测速发电机联轴节故障处理时间进行缩短，大大缩短了故障处理时间，提高矿井副井提升的安全可靠性。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于恒减速液压站的提升机控制保护系统，其特征在于，包括恒减速液压站和提升机，所述的恒减速液压站与提升机连接；所述的提升机包括提升机控制器和提升机滚筒主轴；
所述的提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；所述的测速发电机与提升机控制器进行通信；
所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
该系统还包括报警装置，所述的提升机控制器与报警装置连接；
提升机控制器包括高速计算模块；恒减速液压站包括液压站控制器；
所述的提升机控制器，用于将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比，根据对比结果输出信号到报警装置或输出信号到液压站控制器;
所述的测速反馈装置包括主控编码器和驱动传感器，主控编码器和驱动传感器均设置在提升机滚筒主轴上;提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接;
该系统的控制方法包括：
所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
提升机控制器将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比；
若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器，否则，输出信号到报警装置同时提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。
2.一种基于恒减速液压站的提升机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
提升机滚筒主轴上设置有测速发电机和测速反馈装置；
所述的测速反馈装置在提升机滚筒主轴运转时产生高速脉冲信号传入至提升机控制器；
提升机控制器将接收到的测速反馈装置传入的高速脉冲信号经高速计算模块转换为提升机的速度值并与测速发电机所测得的速度信号进行对比；
若对比结果相同时，所述的提升机控制器发送安全回路断开信号到液压站控制器，否则，输出信号到报警装置同时提升机控制器控制提升机进行减速，当提升机速度降为设定阈值时发送安全回路断开信号到液压站控制器。
3.根据权利要求2所述的一种基于恒减速液压站的提升机控制方法，其特征在于，该方法还包括：
提升机控制器和液压站控制器相互输出的反馈信号通过继电器连接，当提升机开启后，速度大于设定阈值时，继电器输出信号进入提升机控制器，与测速发电机输入提升机控制器速度大于设定阈值信号，进行相互比较；
当测速发电机联轴节与提升机主轴断开，或者联轴节紧固螺丝松动导致联轴节打滑时，继电器经延时后动作，信号断开。
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