矿井提升机制动系统

矿井提升机制动系统（精选十篇）

矿井提升机制动系统 篇1

提升机作为煤炭生产企业运输系统的关键设备, 其可靠、稳定运行关乎着矿工人身安全和企业的经济效益。而提升机制动系统的可靠性对提升机的无故障运行起着至关重要的作用,因此开展矿井提升机制动系统的可靠性研究势在必行[1,2,3]。本文重点对收集统计的提升机制动系统频发、易发故障案例进行FTA分析,查找引发顶事件的底事件,并在此基础上结合多年提升机制动系统的故障数据,为底事件赋予相应失效率, 应用贝叶斯网络对制动系统故障进行定性和定量的分析。

1贝叶斯网络模型

1.1贝叶斯网络模型概述

贝叶斯网络是由代表随机变量概率密度函数的节点和表示各个随机变量之间相关性的有向边组成的一个有向无环图。

贝叶斯网络分析法可以表示事件本身的多态性和各事件之间逻辑关系的不确定性。在贝叶斯网络中, 假设x为未知参数,e为观测参数,e为x的子节点,运用贝叶斯定理,可由e估计x的概率分布:

其中:Be(x)为x的条件概率分布;P(x|e)为以父节点e的概率分布推算子节点x的概率分布;P(x|ex,ex+)= P(ex|x)P(x|ex+),P(x|ex+)为父节点e先验概率分布,P(x|ex)为父节点e的样本信息。

在贝叶斯网络中,如果可以估计各个根节点的条件概率(这些条件概率可以来自历史数据、试验测试、 专家经验等),则可进一步推算各根节点的子节点概率;再将推算出的子节点看成下一层的父节点,逐层推理,可推算出顶事件的概率。

1.2故障树到贝叶斯网络的转化

故障树到贝叶斯网络的转化步骤如下:

(1)把故障树中的每一个底事件在相印的贝叶斯网络中建立对应的根节点。

(2)把底事件的发生概率迁移到对应的根节点上。

(3)把故障树中的所有中间事件转化为相应的贝叶斯网络中的节点。

(4)将中间事件对应的节点与导致中间事件底事件对应的根节点连接起来。其中,中间事件对应的节点为子节点。

(5)按照中间事件和底事件逻辑门描述的逻辑, 为它们对应的节点确定条件概率P,即确定P(中间事件节点|导致中间事件的事件对应的节点)。

以下例子为一个典型的故障树到贝叶斯网络的转化。

图1(a)为一个混联系统可靠性框图,该系统由S1、S2、S3三个分系统组成;图1(b)为该系统的故障树模型,其中T表示系统故障的顶事件,Xi表示故障的底事件,M为故障的中间事件[4];图1(c)为系统故障树所对应的贝叶斯网络模型,其中,0表示系统处于正常工作状态,1表示系统处于故障状态。由图1可知,贝叶斯网络里的事件M和T,都是由相应的故障树中的每个事件转化而来的。

2矿井提升机制动系统故障树分析

2.1制动系统故障树的建立

以下是某矿多年收集归类的提升机制动系统常见故障:①制动力矩不足;②松闸缓慢;③制动缓慢;④空动时间过长;⑤制动时间过长;⑥制动油不产生压力;⑦制动油油压不足;⑧残压过大;⑨液压系统突然失压;⑩液压系统压力不稳定。。

通过对以上常见故障的成因进行分析归类整理, 建立提升机制动系统失效的故障树,如图2所示。故障树中对应的事件如表1所示。

2.2基于贝叶斯网络的制动系统故障树分析

以图2所建的矿井提升机制动系统故障树为基 础,将其转化为相应的贝叶斯网络模型,如图3所示, 依据图3列出矿井提升机制动系统故障贝叶斯网络模型的根节点及其发生概率。

以计算顶事件发生的概率分布为目标,从根节点开始逐层分析,先求出根节点下一层的子节点,把求出的子节点作为父节点再向下一级推算[5],逐层推算,归总,最终求出顶事件的概率。

各中间事件及顶事件T发生的条件概率如表2所示。表2中,r为发生程度轻微事件占该事件所属事件的比率,s为发生程度严重事件占该事件所属事件的比率。

在贝叶斯网络模型中,对故障事件多态性的考虑相当于增加了网络节点的个数,按照各故障事件可能发生的不同状态,可将所对应的各节点分为多个节点, 直到展开的粒度足够细,可以估计各个节点之间的条件概率为止,故而可推理出各事件新的条件概率分布。 根据各事件所处不同状态的概率分布,可推算出更符合实际情况的顶事件概率分布。

3结论

贝叶斯网络分析法能够体现出故障事件的多态性和逻辑关系的不确定性,本文结合贝叶斯网络法和故障树分析法分析了矿井提升机制动系统各故障事件之间的逻辑关系的不确定性和多态性,能够更为准确地分析矿井提升机制动系统的故障概率。

摘要：故障树分析法对事件的定性、定量有一定的局限性,而贝叶斯网络分析法能够运用多维变量将矿井提升机制动系统故障树中的各事件作为贝叶斯网络中的节点,进而可计算出系统故障相应的条件概率。通过结合贝叶斯网络法和故障树分析法分析矿井提升机制动系统各故障事件之间的逻辑关系的不确定性和多态性,能够更为准确地分析矿井提升机制动系统的故障概率。

矿井提升机控制系统发展的研究论文 篇2

1、矿井提升机的电气控制系统概述

在矿井提升机有所改进之前我国矿井提升机一般采用交流傳动方式。但是直流传动方式的缺点是对交流电网的无功冲击大，会产生较大的启动压降;高次谐波会引起交流电网电压正弦波形的畸变，干扰其它用电设备;运行功率因数低;建设投资大、基础费用高。

后来随着矿井的规模愈来愈大，同时对提升自动化水平的要求也越来越高，随着电动机矢量控制思想的提出以及电力半导体技术和交流电动机传动方式的开发和生产，矿井提升机传动装置开始向交流传动方式发展。例如绕线电动机转子回路串电阻调速系统，但它存在很大缺点，调速控制性能差、耗电量大，而且由于其调速的非连续性，系统的机械冲击及对电网的冲击均很大。

现代技术的不断发展将变频调速技术、PLC技术融入提升机电控系统，可使提升机电控结构简单，节省大量的交流接触器、时间继电器、中间继电器及过电流继电器，从而大大提高提升机的可靠性、可控性和安全性;可在提升电动机工作在发电状态时，将电能回馈给电网，有很好的调速特性，过渡过程平稳，且速度连续可调，机械冲击小，并且节约了电能。

2、控制系统结构原理

大功率变频装置可以将工频三相交流电经过交直变换之后经过逆变器，利用设定的参数进行了逆变，使得输出为某一相应设定频率的交流电。变频器输出频率的变化，将导致电动机的输出转速变化，二者之间的关系近似线性。这样，就起到了调速的作用。

在电路系统中，为了保证正常运行安全，必须将设备可靠的接地，因此，变频器的接地端也应可靠接地。主回路中，用于连接制动单元和制动电阻的端子，用于防止提升机在垂直方向上运行时，发生工件在带动电动机运转，而产生很大的再生电动势，即泵升电压过高，损坏变频器的现象出现。加入外接制动电阻或外接制动单元可消耗部分能量，提高变频器的工作能力。根据变频调速原理，在变频器的控制输入回路中接入频率设定电路，由PLC输出的模拟量，即电压或电流信号来控制变频器的输出频率。此时的变频器输出频率与设定电压或电流输入成正比。为了便于监控变频器的.运行状态并及时发现异常，取出变频器的异常信号送到PLC的输入模块，以作为变频器的事故报警信号。

由于提升机是在矿井使用，还需设计防爆装置，在加上防爆外壳后，变频器产生的热损耗不能排出会导致其温升过高而影响正常运行，变频器的通风系统我的设计为水冷系统，带有双循环热交换器，内循环的水将变频器功率部件的热传导给空气，空气经由外循环把热量排出井外。

提升机紧急制动系统为恒减速紧急制动控制，它通过检测制动过程中的实际速度值，换算为减速度，实现制动对减速度的半闭环控制(即只能控制制动过程中液压压力的下降，而不能使之上升)。其基本的控制原理为：设定一个“停止起始频率”，当变频器的工作频率下降时，变频器将输出一个“频率到达信号”，使主控系统检测到紧急制动减速度达到预定值，保持此时的制动压力来达到恒减速度的目的。

3、电气控制系统在提升机系统中的发展现状

3.1 提升行程控制。位置控制是提升机的控制的本质，在工作中的预定地点要保证提升容器准确停车，不能出现误差要求准确度很高。利用微计算机控制结合传感器控制信号。传感器将接收到的信号进行精确感知，进行处理，据此来确定出系统的准确的位置，进而施以控制和保护。

3.2 提升过程监视。安全可靠性是第一位的，所以提升过程监视与安全回路一样，是现代提升机控制的重要环节，是安全可靠的保障。

3.3 安全回路。作为矿井保护的最后环节之一安全回路环节极为重要，准确地实施安全制动，使安全回路具有完善的故障监视功能，这样在安全回路本身故障时，在提升机本身故障时都可以检测到来避免危险的发生。

4、矿井提升机调速控制系统的改造

4.1 矿井提升机调速控制系统的参数。该矿井提升机调速控制系统中电动机功率为75kW，提供最大的提升速度是2.5m/s，运行中的减速比是24∶1，利用转子串电阻进行调速控制。该提升机调速控制系统的运行较为传统，以变频调速为核心设计系统改造。

4.2 系统参数的相关改进。该矿井提升机调速控制系统围绕变频调速进行参数改进，分析具体的改进措施。如：(1)针对矿井提升机启动的各个速度阶段，实行频率改进，结合变频调速装置，将提升机速度重新划分为四个阶段，在提升机运行中提供启动和变化的速度，在变频调节的状态下确保提升机的速度达到最佳状态。

(2)规定提升机启动和制动的频率是0.2Hz，速度控制的频率上限是50Hz，利用变频调速提供矢量控制，确保该矿井能够准确地控制提升机的速度，实现稳定的速度调节，改善调速控制的环境。

4.3 PLC控制装置。PLC电控选择双套不同配置的可编程序控制器，主控PLC输入输出口留有一定的余量，主要由CPU板、电源板、高速计数器、数字量I/O板、模拟量I/O板、通讯板等硬件组成。辅控PLC可以进行电子数字监控，操作台上需要从PLC输入输出口进行接线的，都需要从辅控PLC接线，并与主控PLC进行网络通讯，以进行网络化控制。提升机手动、半自动、紧急制动、慢动、换层等操作功能都是由主控PLC应用软件实现的，同时还可以进行提升过程各阶段的速度闭环控制。双套PLC可以进行软硬件上的联锁，从而有效监视PLC实际运行情况，避免由于PLC死机等原因而出现的各种故障，最终实现对整个系统的安全保护与实时监测。

4.4 保护功能设置。先根据设定减速度减速，再紧急停车的故障：通风机在运行中停机、主电机轴承超过其能够承受的热量接受程度、液压制动系统油量不足或油温超限、变频器局部故障、控制电源欠压、闸盘偏摆及闸瓦磨损等。

在完成某次提升之后不能再次开车故障：主电机温度过高、控制柜温度超过最高温限制、信号电源接地故障、低压电源漏电等。

紧急制动故障：提升容器过卷、钢丝绳滑动超限、安全制动按钮指令故障、高低压电源断电故障、变频器故障、制动系统油压故障、减速段过速10%、最大运行速度超15%等。

5、结语

矿井提升机调速和控制系统的不断完善使得矿井的发展、经济效益都有很大的提升，但我们不能满足于现状，我们应该不断总结经验吸取先进理论，融入我们的实际情况，不断改进完善，更好的促进矿井的安全生产和经济发展。

参考文献

[1] 李伟.矿井提升机控制系统设计[D].太原理工大学，.

[2] 刘涛.新型矿井提升机变频电控系统的研究与设计[D].河南理工大学，.

DMT型矿井提升机制动系统改造 篇3

关键词：矿井提升机；打滑；块式弹簧闸；液压站；制动系统

中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0094-03

1 DMT制动系统的缺陷

DMT型矿井提升机采用的是油压重锤式制动装置，该系统传递环节多而复杂，转动机构只有一套，只要有一个零件发生故障就使整个制动系统失灵。该系统不能实现二次制动，因此，紧急制动时钢丝绳打滑的问题就不能很好地解决。将DMT型提升机制动系统改造成弹簧闸式制动装置，打滑的问题就可迎刃而解。该系统主要由弹簧闸与液压站组成，大大简化了原提升机的制动系统，并能实现二次制动。

2 改造方案

DMT型提升机制动系统的执行机构改造为弹簧闸制动装置（图1）。在主导轮两侧各安装一个相互独立的弹簧闸，在提升机正常工作时，液压站按调定的压力供油，当千斤顶（11）油缸内的压力超过碟弹簧组的弹力时，活塞上升碟弹簧组（8）被压缩，三角杆（4）抬起，提升机呈松闸状态；当提升机处于制动状态时，制动力矩的大小取决于千斤顶油缸内的工作油缸压力的大小，当提升机实行工作制动时，由司机操作手柄，通过改变液压站电业调压阀的电流，使液压站产生不同的油压，来控制弹簧闸产生不同的制动力矩，使提升机完成运转、减速、停车等动作。当千斤顶油缸内的油压迅速下降为零时，弹簧组复位，三角杆迅速下降，此时，提升机实行了紧急制动。

1.制动梁 2.滚筒 3.拉杆 4.三角杆 5.十字头 6.压紧螺母 7.螺纹套 8.弹簧 9.滑动盘 10.弹簧筒 11.千斤顶 12.底座 13.主拉杆

图1 弹簧闸示意图

液压站是弹簧闸的控制系统，原理如图2所示，其作用是：正常情况下实行工作制动；异常情况下实行安全制动（可实现二级制动）。当放生安全制动时，电磁阀G3、G3′断电。这时与A管相连的弹簧闸千斤顶内压力油经G3阀泄回油箱，迅速抱闸产生一级制动。与B管相连接的弹簧闸千斤顶内压力油有一部分经G3′阀至溢流阀7泄流（泄流压力小于工作压力）。此时，蓄压器8内有一定压力存在（等于泄流阀7的泄流压力）。同时B管侧的弹簧闸不能完全抱闸，有一部分制动力矩参与了一级制动。当经过一定延时时间后，电磁阀G4断电，G5通电，使B管内的压力油快速回油箱，实现了二级制动。

1.电动机 2.油泵 3.滤油器 4.电液调压装置 5.液动阀 6.减压阀 7.溢流阀 8.弹簧蓄力器 9.单向阀 10.11.压力表 12.延时阀 13.温度计 14.压力继电器 G1、G2、G3、G3′、G4电磁阀 KT.可调闸线圈

图2 液压站原理图

下面以浙江长广煤矿公司一矿主井提升机为例，计算分析如下：

2.1 基本参数

2.1.1 提升机型号：DMT2.25×4

主导轮直径：Φ2250mm

制动轮直径：Φ2000mm

减速器速比：7.35 围包角：190°

钢丝绳与衬垫的摩擦系数：0.2

提升机变位质量：7600kg

导向轮变位质量：960kg

2.1.2 电动机型号：JRZ630-10

2.1.3 钢丝绳：

主绳：6△（21）-Φ24

单位重量：2.255kg/m

长度：680m 根数：4

尾绳：18×7-Φ33

单位重量：4.575kg/m

长度：660m 根数：2

2.1.4 提升容器：罐笼

罐笼自重：5517kg 载矿车数：2

矿车自重：595kg

矿车载重：2000kg

2.1.5 提升高度：H＝618.5m

卸载口至主导轮中心距离H0＝30.9m

装载口至尾绳底部距离Hn＝23m

2.2 最大静张力差

式中：

G——罐笼载重

n′——尾绳根数

q——尾绳单位重量

n——主绳根数

ρ——主绳单位质量

H——提升高度

2.3 系统的变位质量

2.3.1 电动机变位质量：

式中：

——电动机转动惯量

i——减速器速比

D——主导轮直径

2.3.2 系统的变位质量：

式中：

GZ——罐笼自重

L1——主绳长度

L2——尾绳长度

GR——导向轮变位质量

G——提升机变位质量

2.3.3 系统的变位质量：

2.4 安全制动力矩

2.4.1 最大静力矩：

2.4.2 制动力矩：

式中：

K——安全制动力矩倍数

2.5 防滑条件的计算

2.5.1 提升重载侧钢丝绳的静张力：

式中：

H0——卸载口至主导轮中心距离

H——装载口至尾绳轮底部距离

2.5.2 下放轻载侧钢丝绳静张力：

2.5.3 下放重载时，减速器过程的防滑条件：

式中：

e——自然对数

u——钢丝绳与衬垫间的摩擦系数

α——包围角

2.5.4 上提重载时，减速器过程的防滑条件：

2.6 制动减速度

2.6.1 下放重载制动减速度：

式中：

R——主导轮半径

2.6.2 上提升重载制动减速器

为使钢丝绳在主导轮上不产生滑动，必须使实际减速度小于极限减速度。即：，。

从以上的计算中可以看出，即下放重载时，如产生紧急制动，则钢丝绳产生滑动，因此应采用二级制动来解决。

取一级制动减速度1＝3.4m/s2，这时调整液压站，使一级制动力矩达到：

则，此时的制动减速度为（下放重载）：

，满足防滑条件。

3 结语

从上面的分析计算中，可以看出制动系统改造后，解决了制动时钢丝绳的打滑问题。

改造后的制动系统有以下特点：传动机构简单，环节少，空动时间小于0.3s，便于检测和维修；可按要求实现二级制动；两副弹簧闸各有其独特的制动系统，提高了制动系统的可靠性；改造工程量小，工期短，占用空间少。

参考文献

[1] 煤矿安全规程[M]．北京：煤炭工业出版社，2011．

[2] 潘金生，郭全龄，廖悦，等．主提升机操作工[M]．北京：煤炭工业出版社．

作者简介：廖悦（1963-），男，辽宁阜新人，阜新矿业集团实业公司机械工程师，研究方向：矿井提升机的使用、检修和技术改造。

矿井主提升机制动系统监测设计探讨 篇4

1监测参数的选取

制动系统是矿井提升的重要安全部件, 主要由制动器和制动盘组成。制动盘是安装在主导轮两侧的大金属盘, 每个主导轮有两个制动盘;制动器也叫制动闸, 它是成对安装, 通过一对相对安装的制动闸对制动盘进行制动;每个制动盘设有两个制动点 (过直径对称布置) , 本文针对某型主体设备制动系统进行研究, 其制动系统每个制动点有三对制动闸。

制动闸工作原理如图1所示。该装置的制动力由弹簧产生, 松闸动作由高压油推动活塞压缩弹簧, 使闸瓦脱离制动盘;制动时, 油腔内的高压油减压, 活塞在弹簧力作用下排出, 闸瓦被推向制动盘产生制动力。由此可见制动力的大小由弹簧力和油压力推动闸瓦在制动盘上产生摩擦和它们之间的摩擦系数决定。根据实际需要, 本文对制动系统的监测主要有高压油压力、弹簧弹力、活塞位移、高压油温度、闸瓦温度和制动盘的偏摆量等参数。

(1) 制动油压力和弹簧压力监测。

系统利用压力传感器测定每个闸瓦油缸油压力与弹簧力, 通过计算得出作用于闸瓦上的正压力, 并利用标定得出的摩擦系数可以算出每对闸瓦的制动力, 从而判断制动效果的好坏。

液压系统是提升机制动系统的一个重要组成部分, 如果液压系统不能正常提供油压或者达不到实际工作所需压力, 那么提升机就有可能不能松闸, 提升机就无法正常工作。

提升机的制动力是由碟形弹簧产生的, 碟形弹簧的失效或疲劳损坏都会对制动产生极大影响, 因此必须对碟形弹簧进行测定, 标定该区域为它的工作区域。如果弹簧力不在这个工作区域, 可判定为弹簧失效。

①制动力矩的诊断准则。

制动力矩的故障大致可分为制动力矩过大或过小, 因此, 对于制动力矩的诊断, 就是要选择制动力矩倍数K合理的范围。

紧急制动时制动力矩M制应大于3倍静负荷所形成的静力矩M静, 即:

M制≥3M静

M静=D (Q+PkH) /2

式中:Q——单次提升载荷重量, Kg;Pk——钢丝绳单位长度重量, Kg/m;H——提升高度, m;D——主导论直径, m。

②最大工作油压的诊断准则。

在制动系统松闸时, 压力油作用于活塞上的推力需要克服弹簧的预压缩反力、为保持必须的闸瓦间隙使弹簧压缩的反力以及制动器各运动部分的阻力这三部分力。由此可见, 活塞推动力F, 可写成:

undefined

式中:N——所需正压力, kPa;δl——闸瓦间隙, mm;k——盘形弹簧系数, kPa /mm;n——盘形弹簧的片数;c——制动器各运动部分的阻力, kPa。

这样, 由制动系统的技术参数以及最小制动正压力, 即可求出该系统所需的最大工作油压的最小值为:

undefined

式中:D——油缸直径, mm;d——活塞杆直径, mm。

(2) 制动油温监测。

制动系统中的液压传动的工作液体为液压油。液体的粘度与液压系统中的温度和压力有关, 在液压传动系统中, 要求液压油的粘度随温度和压力的变化尽可能小。通常压力在15MPa以下时, 粘度随压力的变化较小, 而本液压系统中采用上稠40-2号液压油, 其最大工作油压不超过6.5MPa, 因此对粘度的影响可以不考虑。而温度对粘度的影响较大, 因此, 对液压系统中的油温有严格限制, 本系统允许最高油温不超过65℃。

(3) 闸瓦温度监测。

闸瓦温度主要用来判断系统的疲劳破坏情况, 以及系统工作的正常与否。根据不同材料的热疲劳极限来设置, 本系统设置一个参考极限温度进行预警。

(4) 制动盘偏摆量监测。

系统利用非接触位移传感器对制动盘偏摆量的测试, 主要用来判断每对制动闸瓦与制动盘接触面积以及闸瓦的磨损情况。

根据提升设备说明书规定性能标准和相关国家标准, 矿井提升机的制动盘的最大偏摆量不能超过2mm;保险闸 (或保险闸第一级) 的空动时间不超过0.3s。

(5) 闸瓦位移量的监测。

系统利用位移传感器测定每对制动闸瓦位移量, 通过判断相对两闸瓦间距与制动盘厚度差, 就可得到闸瓦制动情况。其监测指标体系和方法为:

①闸瓦间隙过大。制动器的闸瓦间隙不可以大于2mm, 如果闸瓦间隙过大, 必将会导致制动滞后, 因此对于闸瓦间隙必须经常实时监测, 如果间隙过大, 必须马上调整。

②空动时间偏长。对于盘式制动器, 空动时间不得超过0.3s。导致空动时间偏长主要原因有:弹簧疲劳失效;闸内阻力偏大;液压系统油路阻力偏大:闸瓦间隙过大。若空动时间过长, 也会导致制动滞后, 这样会使本应可以控制的事故发生, 造成严重后果, 应引起足够重视。

③闸瓦间隙过小, 会导致提升机运行动作滞缓, 影响正常提升运行。

2硬件系统设计

本文监控系统的硬件系统组成主要包括工控主机、信号采集卡 (A/D转换) 、信号调理器、传感器以及传感器的供电系统等几部分, 如图2所示。

(1) 主机系统。

考虑到系统在矿山使用过程中, 作业现场可能具有高温、高湿、灰尘、振动、腐蚀等比较恶劣的环境, 故而选用可靠性强、性能稳定的研华510工业控制计算机作为本系统的主机。

(2) 传感器。

现代传感器在原理与结构上千差万别, 如何合理地选用传感器, 需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下问题:量程的大小, 被测位置对传感器体积的要求, 测量方式为接触式还是非接触式, 信号的引出方法, 传感器的来源等。在考虑上述问题之后才能确定选用何种类型的传感器, 然后再考虑传感器的灵敏度、线性范围、响应特性、稳定性、精度等具体性能指标。本系统在选择传感器时, 对上述指标进行了综合考虑, 择优选取有关传感器。

(3) 数据采集系统。

数据采集系统一般通过将模拟通道数字化并以数字形式储存数据来采集数据, 能够采集多个通道的数据。本文数据采集系统实现由多传感器输出, 经信号调理为统一规范的多通道数据的采集。本系统选用研华PCI-1713数据采集卡实现监测数据的采集与转换。

(4) 信号调理器。

信号调理器用于信号源和读出设备之间的信号调理器件, 如衰减器、前置放大器、电荷放大器以及对传感器或放大器进行非线性补偿的电平转换器件。它通过变送、转换、传输、运算, 将各类一次传感器或一次仪表输出模拟信号整合成控制系统可识别的统一规范的信号。

3监测系统软件

本系统采用MCGS6.2组态软件作为计算机监测系统的开发工具, 采用关系数据库SQL Server2000企业版作为相应的系统数据库开发工具。软件应用平台基于Windows98、WindowsNT4.0 (sp3) 及其以上版本的视窗操作系统。

MCGS (Monitor and Control Generated System, 通用监控系统) 是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件, 它能够在基于Microsoft (各种32位Windows平台上) 运行, 通过对现场数据的采集处理, 以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案, 它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点, 比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性, 在自动化领域有着广泛的应用。

4结语

基于计算机、通信、数据库与智能检测等技术的系统集成, 进行主提升设备关键部件的实时监测和快速预警, 矿山主提升设备的应急管理和决策支持提供直观信息, 从而能及时控制故障发展态势和事故发生。

参考文献

[1]郝用兴.矿井提升机盘闸制动系统工作状态监控与安全[J].中国安全科学学报, 2006, 16 (5) :126-129.

[2]Vitturi S.DP-Ethernet:The Prefabs DP Protocol Implemented on Ethernet.Computer Communications, 2003, (10) .

[3]冯春, 曹立钢.对多绳塔式矿井提升机扩容改造的实践[J].矿山机械, 2007, (10) :187-188.

[4]葛云燕, 李新平, 霍族亮.矿井提升机制动系统存在的问题与改进[J].煤矿机电, 2007, (03) :66-67.

[5]弃全英, 李文英, 魏晋宏.多绳摩擦提升机动力卸载检测传感器应用研究[J].机械工程与自动化, 2007, (03) :167-168.

矿井提升机制动系统 篇5

（机械部分）

一、提升机分类

提升机是矿井主要设备，用于升降人员和物料。在煤矿对大型提升机（滚筒直径2m以上）称提升机，对滚筒直径小于2m的提升机俗称提升绞车。提升机按照工作原理分为单绳缠绕式矿井提升机，和摩擦式提升机。单绳缠绕式提升机又分为单滚筒提升机（单钩提升）、可分离式单滚筒提升机、双滚筒提升机（双沟提升）。摩擦式提升机又分为单绳提升机和多绳提升机，根据布置方式又分为塔式和落地式两种。

1、缠绕式单滚筒提升机作单钩提升时，提升钢丝绳的一端固定在提升机滚筒上，并缠绕在滚筒上。钢丝绳的另一端由滚筒上方引出，绕过天轮后与提升容器连接。当提升机的滚筒向不同的方向转动时，提升容器相应地作上升或下降运动，以完成所担负的提升任务。

2、缠绕式双滚筒提升机有两个滚筒，其中一个为活（游动）滚筒，另一个为固定滚筒。主要用于双钩提升。在每个滚筒上固定一根钢丝绳。通常活滚筒位于操作台的的左方，并由下方出绳，固定滚筒则在右边，并有上方出绳。

3、矿井提升绞车主要作用于井下采区的上、下山，以及其他辅助性的斜坡运输（包括地面斜坡运输）。根据运输量的提升距离的实际需要，也有单钩提升和双钩提升两种。

4、摩擦式提升机的工作原理与缠绕式提升机不同，他的提升钢 丝绳不像缠绕式提升机那样缠绕在滚筒上，而是依靠钢丝绳与主导论上的衬垫之间的摩擦力，使提升钢丝绳与主导轮一起运动，并带动钢丝绳端部悬挂的提升容器作上行或下行运动。为了提高运行效率，保持在运行过程中两侧提升钢丝绳的拉力基本不变，通常都是在提升容器的底部悬挂有平衡尾绳。当提升机运动时，提升钢丝绳的自重和悬挂的提升容器重量，以一定的拉力压在摩擦衬垫上，产生的摩擦力使钢丝绳和提升容器随主导论的转动而上行或下行。摩擦式提升机的机械结构、技术性能和应用范围等都是根据上述特点确定的。摩擦式提升机可以分为塔式和落地式两种，国际上两种都广泛使用，国内目前使用的落地式摩擦轮提升机较多。

二、提升机主要组成部分

矿井提升机作为一个完整的机械-电气组，它的组成部分及其功能如下：

1、工作机构

主轴装置和主轴承（包括滚筒和摩擦轮），作为缠绕或搭放提升钢丝绳，以承受各种正常载荷（静载荷、动载荷）及非常载荷。

2、制动系统

制动器和液压传动系统，用于机器停止时，能可靠的闸住机器。并能在正常（工作）制动和紧急制动时，参与控制机器的速度，能使机器迅速停车。

3、机械传动系统

减速器和联轴器，用以减速和传递动力。

4、润滑系统

润滑油站及管路，当机器工作时，不断向轴承，减速器轴承及啮合齿面压送润滑油。

5、观测和操纵系统

包括操作台、深度指示器等。操作台主要控制主电机的速度和换向及对制动系统进行控制；深度指示器指示提升容器的运行位置，在提升容器接近井口（或井底）时发出减速信号，当机器过卷或超速时，进行限速和过卷保护。

6、拖动、控制和自动保护系统

原拖动系统有交流、直流两大系统。随着技术的发展，现在又增加了变頻调速系统。自动保护系统具有：过速、过卷、闸间隙、润滑油超压或欠压、制动油超压或欠压，轴承温升超限，制动油温升超限、电动机过流或欠压等自动保护。

7、辅助部分

包括死机座椅，机座、机架、护栏、护罩等辅助用具及材料。对于多绳摩擦式提升机还包括导向轮装置及摩擦轮衬垫的车槽装置。

以下对矿井主提升机的主要组成部分分别作一些介绍：(1)主轴装置 单滚筒提升机

筒壳用螺栓固定在法兰盘上，法兰盘的轮毂用切向键固定在主轴上，滚筒上有木衬，在滚筒的两外侧，有两个制动轮，并与法兰盘铸成一个整体。双滚筒提升机

一边为固定滚筒，一边为游动滚筒。固定滚筒的法兰盘的轮毂使用切向键固定在主轴上，内侧法兰盘带有制动闸轮。筒壳使用螺栓定在法兰上。活动滚筒的法兰盘经过铜轴套浮动的装在主轴上，整个滚筒通过离合器由主滚筒带动。

多绳摩擦轮式提升机主轴

多绳摩擦式提升机的主轴为了减少轴的跨度，采用滚动轴承。主轴与铸钢轮毂的连接为热压配合，而不用键。制动盘与主导论焊接在一起。

多绳摩擦式提升机的钢丝绳是搭放在主导论的衬垫上，提升容器是悬挂在钢丝绳的两端。容器的底部还悬挂有平衡尾绳。提升机工作时，拉紧的钢丝绳必须以一定的正压力紧压在主导论的衬垫上，主导轮向某一方向旋转时，提升钢丝绳与主导轮衬垫之间产生很大的摩擦力，钢丝绳在摩擦力的作用下，跟主导轮一起运动，从而实现提升容器的升降。

（2）减速器

缠绕式提升机一般配套使用渐开线人字齿减速器。减速器由箱体、高速轴、中间轴、和主轴等部件组成。

多绳摩擦式提升机多使用行星齿轮减速机。其主要传动结构为:行星轮、太阳轮、外齿圈。行星减速机具有高刚性,高精度,高传动效率高、终身免维护等特点。

（4）深度指示器 深度指示器用来指示提升容器在运行中的相应位置。目前多使用牌坊式深度指示器。

牌坊式深度指示器是由两部分组成，一个是与提升机主轴轴承端成直角连接的装置叫做深度指示器传动装置，另一个通过联轴器与传动装置连接叫做牌坊式深度指示器。

牌坊式深度指示器通过更换齿轮对、涡轮、蜗杆来匹配井筒的深度（提升高度）。多绳摩擦式提升机的深度指示器与缠绕式提升机深度指示器的主要区别在于：摩擦式提升机提升运行时，钢丝绳与主导论之间不可避免的会产生蠕动和滑动，摩擦衬垫在运行中也有磨损，这些都会造成提升容器在井筒中的实际位置与深度指示器上对应的位置之间有误差，要求深度指示器能够自动消除这些误差，以保证深度指示器能够正确的指示出提升容器在井筒中的实际位置，为此设置有自动调零装置。即在每次提升之后的停车期间，将指针调到零位。

5、盘式制动器及液压站（1）盘式制动器

一、用途与型号

TP系列液压制动器主要与制动盘配套组成盘型制装置，用于提升机工作制动和紧急安全制动，实现可控制动停车。由于其属常闭式结构，因此也具有定车作用。其型号的含义为：

T P--制动正压力（KN）制动液压

二、主要技术性能

1、提供平稳均匀的摩擦制动力；

2、产品及零部件互换性好；

3、与电控和液压系统配合，使提升机的停车减速度保持在0.05-0.3m/s2

4、系统突然断电时，仍能保证提升机备平稳地减速停车；

三、TP系列盘型制动器的结构原理及工作原理

液压制动器的结构如图所示，主要有调整螺母

1、活塞

2、缸体

3、基架

4、碟形弹簧

5、闸盘

6、闸瓦

7、制动盘8组成。液压组件可单独整体拆下并更换。液压制动器的制动力是由闸瓦7与制动器8摩擦而产生的。因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力。而制动器的正压力N的大小决定于油压P与蝶簧5的作用结果。提升机正常工作时，液压P达最大值，此时正压力N为0，并且闸瓦与制动盘间留有1-1.5mm的间隙。即制动器处于松闸状态。当提升机需制动时，根据工况和指令情况，电液控制系统将按预定的程序减小油压以达到制动要求。当闸瓦7磨损，制动器与制动盘的间隙大于2mm时，通过调整螺母1来调整闸瓦间隙。

四、TP系列盘型制动器的调整及调试要求

1、盘型制动器的调整

（1）将制动器与液压系统相连，液压系统正常工作后，调整制动盘与制动闸瓦间隙在1～1.5mm。调整时，一副制动器的两个闸瓦应同时调整。调整好后，应进行试运转，并重新测量其间隙，如有变化应进一步调整。

（2）闸瓦间隙调整好后，系统突然断电，观察制动器闸瓦是否能立刻贴到制动面上，如达不到要求应重新检查，直到调整正常为止。

2、盘型制动器的安装调试要求

（1）各制动器的制动缸对称中心线水平面与主轴轴心线应在同一水平面内，其偏差△不得大于±3mm。

（2）在闸瓦与制动盘全接触的情况下，实际的平均摩擦半径不得小于设计的平均摩擦半径。

（3）支架两侧面与闸盘两侧面的不平行度不大于0.2mm（中心平面）。

（4）闸瓦粗糙度不大于Ra3.2um，偏摆不大于0.5mm。（5）同一副制动器的支架断面与制动盘中心线距离偏差不大于 ±0.5mm。制动器的支架端面与制动盘的中心平面的平行度误差不得大于0.2mm。

（6）同一副制动盘两闸瓦工作面的平行度不应超过0.5 mm。（7）闸盘与闸瓦的接触面积必须大于60%，为保证闸瓦接触面积以减少贴摩时间，并保证闸瓦与制动液压缸中心安装后垂直，应先将闸瓦取下，以衬板为基准刨削闸瓦，直到刨平，再装配到制动器上。

（8）装配好的制动器小心地吊到各个已找正好的垫板上，穿上地脚螺栓，但螺母不要拧紧，由液压站向制动器充油，各制动器开始制动使各闸座在正压力的作用下移到正确位置。再重复动作2～3次观察各闸座有无偏移。若无变形就可以将地脚螺栓的螺母拧死，进行二次灌浆，将垫板灌在水泥沙浆中，闸座不要灌死，以便大修时取出。

3、闸瓦间隙的调整要求

为避免切断柱塞上的密封圈而产生漏油现象，在安装或检修而拆装后第一次调整闸瓦间隙时，必须首先将调整螺栓向前拧入使闸瓦和闸盘贴合，然后分三级进行调整，即每一次充入最大工作油压的1/3油压，此时闸瓦由于蝶形弹簧压缩使之后移。随之将调栓向前拧，推动闸瓦与闸盘贴上，第二次充入最大工作油压的2/3油压，第三次充入最大工作油压调到闸瓦间隙为1mm。

闸盘两侧每对盘形制动器的闸瓦间隙应调整得相等。其偏差不应 超过0.1mm。调整螺栓拧紧程度应尽量一致，否则将影响制动力。

调整闸瓦间隙时要相应的调整返回弹簧，调整时以保证闸瓦能迅速返回为宜，弹簧预压力不宜过大，以避免影响制动力矩，如返回弹簧全部压死可使制动力矩全部丧失（注：液压缸后置式盘行制动器无此要求）。

五、盘形制动器的使用维护注意事项和常见事故及处理方法

1、盘形制动器的使用维护注意事项

a）闸瓦不得沾油，使用中闸盘不得有油，以免降低闸瓦的摩擦系数影响制动力。

b）在正常使用中应经常检查闸瓦间隙，如闸瓦间隙超过2mm时应及时调整，以免影响制动力。

c）在作重物下放使用的矿井，不能全靠机械制动，这样会使闸盘发热，一旦出现紧急情况就会影响制动力矩、造成重大事故，应采用动力制动等。

d）更换闸瓦时应注意将闸瓦压紧，尺寸不符合时应修配。e）在提升机正常运转时，若发现制动器液压缸漏油应及时更换密封圈。

f）修理制动盘时应将容器搁在井底或井口的罐坐上（空容器），或将两容器提升到中间平衡状态进行检修。检修时要有一、二副制动器处理制动状态。

g）闸盘粗糙度不够和闸盘端面偏摆量大都将加速闸瓦的磨损，建议重车闸盘。h）单绳提升机由于主轴承轴瓦磨损引起闸盘轴向窜量大，将加速闸瓦的磨损，建议修主轴承轴瓦。

i）提升机在正常运行中发现松闸慢时应用放气阀放气。j）每年或经5×105次制动作用后，应检查蝶形弹簧组。

2、常见故障及其处理方法

（1）制动时滑行距离长、制动力小。原因可能是：超负荷使用、超速使用。闸瓦间隙太大。制动盘和闸瓦上有油。

蝶形弹簧有毛病，找出原因对症采取处理措施。

（2）闸瓦磨损不均匀、磨损太快。原因是制动器安装不正，制动盘偏摆太大，窜动或主轴倾斜太长，查明原因分别处理。

（3）松闸和制动缓慢。原因是： 液压系统有空气。闸瓦间隙太大。

密封圈损坏，查明原因并修理。（2）液压站（见原理图）（3）调绳

提升机在对绳和换绳情况下需要调绳

1、对绳操作步骤

先将游动滚筒提升至正常卸载位置，用定车装置将游动滚筒锁死，把通往游动滚筒制动闸的油路关闭，打开离合器，打开深度指示 器离合器，使深度指示器传动装置与主轴分离，在操作台上转换成调绳方式，推动制动手把，打开离合器，启动提升机，根据需要上提或下放，使固定滚筒牵引提升容器运行到正常装载位置，合上离合器，调整深度指示器指针位置，使指针与提升容器相对应，合上深度指示器离合器，解除定车装置，打开通往游动滚筒制动器的油路闸门，恢复提升。

2、换绳步骤

浅谈矿井提升机的PLC控制系统 篇6

关键词：矿井提升机；PLC；控制

中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 02-0000-01

PLC of Mine Hoist Control Aystem

Zhao Haitao 1, Li Chenghong 2

(1. Jixi Mining Group Safety Training Center, Jixi158100,China;

2. Jixi Mining Group gangue power plants, Jixi158100,China)

Abstract: This paper outside with the current status of mine hoist control is introduced based on elevator control system PLC control principle and the common chain of protection.

Key words:Mine hoist; PLC;Control

一、国内提升机的现状

（一）交流拖动方式

采用串电阻调速的交流拖动方式，有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。

（二）直流拖动方式

我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但大多数为80年代引进和90年代中期以前国产的矿井提升机SCR-D电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一定的缺陷。

（三）研制与发展

1.国产大型直流提升机及电控系统已逐步完善和推广使用。

2.大功率变频调速电控提升机效率可达98%，国内组织研究了这种系统并已经运用到了实际生产中。

二、PLC硬件组成及原理

可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O單元、数字量I/O单元等硬件组成。

（一）PLC系统组成

主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。装在主控柜内。带有辅控PLC的电控系统，辅控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。

（二）各单元基本特点

1.电源单元：电源输入电压100-240V AC，为PLC提供总线电源及基本电源；

2.CPU单元：CPU单元为PLC的核心，包括有存储器接口、编程接口等，是程序执行的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持RAM内容；PLC可在其上设置为程序执行“STOP”或“RUN”方式。

三、控制原理

（一）定子控制回路

当井口或井底向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开关、检修换挡转换开关处于正常位置，制动转换开关处于脚踏位置，并为开动提升机（绞车）作好准备。在正常情况下，若将制动手柄缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时向前或向后推动操纵手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机（绞车）开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。

（二）转子控制回路

定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给电状态，主电动机转子回路的附加电阻全部加入，电机转轴输出力矩仅为额定力矩的30-40%。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉紧钢绳以减少冲击，也可以轻载启动提升机（绞车）。此时提升机（绞车）稳定在预备级上运行，此时提升机（绞车）在轻载时将产生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便检查井筒和钢丝绳，以及满足在斜井提升中矿车在甩车道上爬行。

将操纵手柄逐档向前或向后推动，PLC将根据启动电流及档位延时分别闭合1JC-5JC（或8JC），将电机转子电阻分段切除，从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。

当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器（最后一级加速接触器）动作，全部附加电阻被切除，提升机（绞车）加速完毕而进入等速阶段运行。

电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参数所决定。一般采用5级或8级启动电阻。

提升机（绞车）既可以由低速调至高速，也可以由高速调至低速运行，这时只要将操纵手柄推出或拉回至任意一档位置，提升机（绞车）就可以稳定在该位置相应的速度上运行。

（三）减速控制

提升机（绞车）运行至减速点（可通过PLC设定）时，PLC给出减速信号，JSJ动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞车司机注意，同时绞车自动减速至最后两三个档位；绞车司机接到减速信号之后，应根据运行经验，将操纵手柄逐档收回，使提升机（绞车）逐渐减速，使电机降速至爬行速度，等提升机（绞车）运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。在提升机（绞车）快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速，一直运行到终点位置。

（四）限速保护回路

当提升机（绞车）进入减速运行阶段，PLC一方面自动减挡，另一方面根据速度给定曲线进行限速，减速阶段超10%PLC进行安全制动。

（五）过速保护回路

1.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，测速发电机检测出的电压信号，一方面通过变送器送入PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动；另一方面通过整定过速继电器GSJ给出过速保护信号，GSJ的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动，另一个信号进入PLC进入软件安全回路进行安全制动。

2.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，在减速箱或低速轴旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动。

参考文献：

[1]张国庆.矿井提升机PLC电控的应用与思考.山西煤炭,2010

[2]秦荷珍,刘杰.矿井提升机PLC电控系统技术改造浅析.科学之友,2008

[3]廖京盛,陈重霖,李桢.PLC在自动货物提升机中的设计与应用.微计算机信息,2004

[4]秦绪平.矿井提升机PLC控制系统可靠性设计.煤矿机电,2006

作者简介：

矿井提升机制动闸控制系统的改造 篇7

关键词：矿井提升机,制动闸,闭环控制,PID控制,斜坡控制,预贴闸控制,数字化

0 引言

提升机的制动闸控制是通过控制液压站制动油压的大小来调整制动器的制动力, 从而实现提升机开闸、闭环施闸、停车、保护制动等功能, 是提升机工艺控制的重要组成部分。皖北煤电集团百善煤矿 (以下称百善煤矿) 原有的提升机TKD-A电控系统主要采用自整角机、磁放大器等组成模拟量可调闸闭环控制回路, 减速段速度给定由深度指示器限速凸轮板带动自整角机实现。因磁放大器电磁惯性大, 工作范围小, 制动闸控制回路受深度指示器凸轮板位置及电压、温度、湿度等因素影响, 控制精度较差, 制动闸闭环调整困难, 无法实现有效的闭环控制;在启动过程中, 由于每次提升容器的载荷不同, 常常出现停车不准确甚至提前停车现象。为提高提升机TKD-A电控系统的安全性, 百善煤矿对该电控系统进行了改造, 采用以PLC为控制中心 (含主控、监控、换向柜、加速柜可编程控制器) , 并由高压低频换向柜、低频柜、加速柜、编码器等组成的控制系统, 对制动闸控制实现数字化, 大大提高了制动闸控制的可靠性[1]。以下主要介绍改造后的提升机电控系统的设计与实现, 供大家参考。

1 系统硬件组成

改造后的提升机电控系统由制动手把、轴编码器、主控PLC FX2N-48MR、数模转换模块FX2N-4AD、刹车板等组成, 如图1所示。

操作台制动手把带动轴编码器旋转一定角度, 轴编码器输出信号接入FX2N-48MR的X3、X4口两相输入, 利用PLC内部高速计数器 (X3、X4口对应为计数器C253) 进行脉冲计数, 读取计数器C253数值;PLC进行软件处理, 并通过FX2N-4AD的CH3口输出, 经刹车板放大控制液压站比例阀从而实现提升机制动油压控制功能。

2 系统软件设计

改造后的提升机电控系统软件编程工具采用FXGPWIN-3.0, 利用拼音对继电器、定时器、数据寄存器等进行注释;每个扫描周期读取C253的数值并进行放大, 将放大后的数据作为制动闸控制的基本量;利用滚筒侧的轴编码器计算出提升速度和提升高度, 当提升机实际运行速度大于给定速度值时, 进行闭环控制降低制动油压, 从而达到限速的目的;当提升容器接近减速点时, 则进行预贴闸控制;当提升容器接近停车位置时对制动油压作斜坡控制。其中制动控制程序流程如图2所示。

3 系统采用的关键技术[2]

3.1 制动闸速度给定曲线

提升机运行过程包括加速、等速、减速、爬行4个部分。影响提升机运行安全的主要环节是可靠减速, 减速段和爬行段速度不超速, 这样才可实现提升机的准确停车。因此, 制动闸实现对减速段、爬行段的闭环控制尤为重要。 改造后的提升机电控系统将滚筒侧的轴编码器接入监控PLC FX2N-32R的X0、X1口两相输入, 利用PLC内部高速计数器C251 (X0、X1口对应为计数器C251) 进行脉冲计数, 用于测量提升机的提升高度;利用脉冲密度指令SPD在指定时间对X1口进行脉冲计数, 用于测量提升机的提升速度。为满足控制精度要求, 适当调整脉冲计数数据, 使提升机全速运行时, 实际运行速度 (D110中的值) 为1 000, 即提升机等速段最大速度为8.08 m/s时, D110中的值为1 000。

减速段速度曲线如图3所示, 其中纵坐标为提升机运行速度, 横坐标为提升机距离提升终端的行程。

为计算减速段任意点给定速度, 可直接采用公式vundefined-vundefined=2aS计算, 考虑减速点变化及vt、v0值取平方后数值较大, 需多次对PLC数据存储器进行双字、单字调整, 为简化编程采用以下方法进行。

在减速段:

v2m-vundefined=2a (Sj-Sp) (1)

v2m-v2t=2a (Sj-SD550) (2)

式中:vm=1 000, 对应实际速度8.08 m/s;vp=63, 对应实际速度0.5 m/s;a为提升机减速度;Sj为减速点至提升终端行程;Sp为爬行起始点至提升终端距离;SD550为减速段t点 (速度为vt) 距提升终端的行程。

将式 (1) 、式 (2) 相除, 得

undefined

因vundefined相对于vundefined很小, 为简化计算略去vundefined, 则

undefined

从式 (3) 可看出, 任意选择Sj、Sp, 可得到减速段各点对应的给定速度。

3.2 制动闸开环控制

当提升机制动时, 操作台制动手把置零位, 其零位行程开关闭合, 通过主控PLC FX2N-48MR的输入口X13, 对计数器C253清零, 以保证制动手把在零位时, 制动油压为零。当安全回路各接点接通且有提升信号时, 向前推动制动手把, 计数器C253中的值逐渐变大, 将计算器C253中的值乘以转换系数, 该值即为制动闸开环控制数据。正常运行时, 操作台制动手把的开度决定计数器C253中的值的大小, 该值经数据转换及DA模块输出, 通过刹车板放大控制制动油压。

制动闸开环控制程序如图4所示。

图4中, C253中的值为pzd, D200中的值为预设的转换系数fs, D178中的值为制动闸开环输出数据pout, 有

undefined

3.3 制动闸闭环控制

(1) 闭环条件

监控PLC FX2N-32R利用SPD指令计算X1输入口的脉冲密度, 归整后得到反应提升机实际运行速度值vD110, 将vD110与提升机运行给定速度值vD570相比较, 当超过给定速度60个单位 (超速0.48 m/s) 时进行闭环控制, 即vD570< (vD110-60) 成立。若提升机运行不超速或低于给定速度值时, 制动闸闭环控制不参与工作。

(2) PID控制

在速度检测过程中由于轴编码器连接方式, 提升机自身运行速度出现起伏等原因, 如果制动闸油压下降不合适, 将加剧提升机运行的不平稳程度, 可能引起大的机械振动, 如钢丝绳摆幅过大引起提升机松绳保护动作, 出现提升机安全制动事故等。因此, 为保证提升机平稳运行, 对制动闸闭环控制采用PID控制方式。

三菱FX2系列提供PID控制功能, 其PID参数设置如图5所示, D570为设定目标速度给定值vs, D258为测定当前速度值vp, D254为输出速度值vout, D285为采样时间ts, D287为输入滤波常数k, D288为比例增益kp, D289为积分时间ti, D290为微分增益kd, 有缓和输出值急剧变化的效果, D291为微分时间td。

3.4 制动闸斜坡与减速贴闸控制

(1) 斜坡控制

当提升机运行至提升终端位置时, 安装在井架内的接近开关动作, 并且信号工发送停车信号, 高压低频换向柜自动切除低频电源, 制动闸油压下降停车。但此时如果制动油压直接从最大值 (4.9 MPa) 降至零, 提升机机械系统冲击较大, 特别是油压突然下降, 使电动机侧的轴编码器经过几次往返转动才能完全停下。因此, 考虑在提升机接近停车位前1 m以及信号工发送停车信号时, 将制动油压采用斜坡控制下降, 以确保平稳停车。

(2) 预贴闸控制

当提升机到达减速点时, 高压换向接触器释放, 切除电动机高压, 为防止高压窜入低频电源柜造成器件损坏, 必须经过熄弧延时后才能吸合低频换向接触器, 提升机进行低频制动, 速度下降至0.5 m/s时, 进行低频拖动。因此, 较直流电控系统, 交流变频电控系统存在失控时间, 其时间越长安全威胁越大。为提高系统安全性, 引入负荷测量环节, 以判定正力、负力提升及负载大小。考虑在重物下放时, 电动机电流较小, 所以无法通过测量主机电流方式加以区别轻载上提还是重载下放, 可通过轴编码器测量出的提升机运行速度的细小变化来判定正力、负力提升及负载大小:在提升机运行速度上升至全速的95%以上开始测量, 每秒取1个值, 连续取10个点并取平均值, 将测量的速度值分成小于990、990、991、…、1 000、大于1 000以区分出正力、负力提升及负载大小。当负载较大时按照固定点减速;当负荷较轻时采用变减速点减速, 适当提前减速点, 同时在变减速点前提前下降油压进行预贴闸控制。其中贴闸油压下降值、贴闸时间通过现场调试给出。

4 结语

实际运行表明, 经数字化改造后的提升机电控系统, 减少了凸轮板自整角机给定、磁放大器放大环节, 由PLC给出速度给定曲线及采用PID控制方式, 使可调闸闭环油压下降平缓, 提高了系统的稳定性;斜坡控制保证了提升机的准确停车, 降低了系统冲击;减速时的预贴闸控制保证了负力提升的安全性。改造后的提升机电控系统在提高提升机运行的稳定性、不同载荷下自动限速的适应能力及降低机械冲击方面有很好的效果, 对同类提升机改造具有一定的借鉴作用。

参考文献

[1]顾永辉.煤矿电工手册 (修订本) 第三分册:煤炭固定设备电力拖动[M].北京:煤炭工业出版社, 1997.

矿井提升机制动系统 篇8

矿井提升装备承担着物料、人员和设备的提升、下放等重任,素有矿山“咽喉”之称[1]。安全制动系统是其最后一道安全保障系统,当遇到突发情况时,其能够避免重大事故发生并阻止事故进一步扩大。因此,一旦安全制动系统工作异常或未能实现有效制动,就会导致机毁人亡的重大事故[2,3,4]。

早期安全制动系统基本采用恒力矩制动(二级制动),其存在以下不足:1由于提升载荷方向和大小经常发生变化,容易导致安全制动速度波动范围大;2对于摩擦式提升装备而言,若提升载荷较大且提升高度较小,安全制动时容易发生钢丝绳打滑事故。基于以上原因,恒减速制动得到应用。国外恒减速制动系统生产厂家主要有ABB[5,6]、SIEMAG[5]等;国内只有少数企业能够在吸收消化国外技术基础上,生产类似产品。

研究人员对现有恒减速制动系统已开展较多研究,文献[6]利用比例溢流阀控制制动压力,并将神经元PID算法应用到控制器中。文献[7-9]研究了控制算法对恒减速制动系统性能的影响,控制对象同样是比例溢流阀。麻慧君[10]设计了全数字式恒减速制动PLC系统。Alec等[11]将分布式人工技术应用到缠绕式提升装备制动系统中。Wang等[12]利用LabView软件搭建了恒减速制动装置数据采集系统。

现有系统存在以下不足:1采用模拟信号控制,导致主备回路无法实时同步切换;2仅在关键部位采用冗余,一旦失效,系统启动恒力矩制动,导致制动冲击增大。

针对以上不足,提出了一种基于软硬件冗余的恒减速制动方案,该方案中所采用的冗余软硬件热备用方法可实现备用回路实时同步地替换故障回路,从而提高了系统的安全性和可靠性。

1 软硬件冗余恒减速制动系统结构

系统结构如图1所示,电气控制部分采用双机热备方案,实现软件冗余;液压控制包括3条相互独立的恒减速制动子回路,如图2所示,每条支路均包括独立控制器、伺服比例阀和蓄能器等,3条支路采用动态安全冗余方案,只需其中任意2条子回路正常,系统便可正常运行,实现软硬件冗余;控制信号和卷筒转速反馈信号也同时施加给3条支路。

在图2所示液压系统中,系统中每个硬件均采取冗余备用方案。液压动力源由定量齿轮泵和伺服电机组成,同时向3个蓄能器供油。恒减速制动回路主要包括伺服比例阀(图中EH1、EH2和EH3)、备用回路切换阀组和制动器。通过控制伺服阀输入信号,即可实现制动器压力控制;备用回路切换阀组用于将备用回路接入到系统中,同时将故障回路切除;液压控制子系统冗余切换服从电气控制子系统调度和决策。

系统中还保留了一级制动回路,当提升罐笼(或箕斗)距离井口或井底距离非常短时(如小于10m),电磁铁S5、S6、S7和S8同时断电。

2 提升系统建模

图3说明了摩擦式提升装备安全制动的两种工况,即提升过程制动和下放过程制动,受到运行方向影响,两种工况下减速度值也不一样。

上升阶段制动时,存在以下关系:

式中,Tz为制动力矩;TL为外负载、摩擦力等产生的力矩;J为总转动惯量;ω 为卷筒角速度;t为时间。

下降阶段制动,存在以下关系:

式中,f为摩擦因数;Fz为制动器正压力;R为制动器距卷筒中心距离;n为制动器数量。

由图4可知,式(3)中Fz与制动压力pc、碟簧刚度k和预压缩量 Δx0相关;假设k为常数,则当pc=0时,由于存在Δx0(图4a),则:

当提升机正常提升或下放时(图4b),制动压力为最大值pmax,此时Fz=0;当处于恒减速制动时(图4c),有:

式中,A为pc作用面积;Δx′0为碟簧在pmax作用下产生的变形量;Δx为当pc由pmax降低至某一值时,碟簧变形量。

在恒减速制动工况,存在Δx′0≈ Δx,因此式(5)可简化为

由式(1)~式(3)和式(6)可得制动速度的表达式为

由式(7)可知,pc对制动速度有重要影响,若不考虑非线性、外负载时变(钢丝绳长度变化)和摩擦力矩等影响,只需控制pc即可实现制动速度的精确控制;但由于实际工况中存在诸多干扰因素,因此系统中通常还需采用速度闭环控制。

利用SimulationX建立图5 所示的仿真模型,由于冗余回路结构相同,所以仿真模型中仅对其中一条进行仿真。 在仿真模型中,将液压动力源和蓄能器简化成恒压源;用单向阀将比例阀其中一个油口堵住;利用力矩模块分别模拟外负载力矩和加载力矩。 其他参数如下:卷筒直径D =4m,制动压Fmax=100kN,闸瓦摩擦因数f =0.4,最大工作油压pmax=12MPa,活塞有效面积A=95cm2。

3 实验与仿真结果分析

受实际生产条件和煤矿安全认证等因素限制,样机只能首先在生产车间中进行空载测试实验。制动压力pc测试结果如图6所示,给比例阀施加方波信号,使pc首先由6 MPa增大到9MPa,保持约2.5s后,再减小到6MPa。由图6可知,在压力上升阶段,pc上升时间约为55ms,峰值时间约为110ms,最大超调量约为2.8%;在压力下降阶段,pc下降时间约为50ms,峰值时间约为80ms,最大超调量约为12.9%。测试结果表明该系统样机具有良好的动态特性。

图7所示为空载工况下实测值与仿真结果对比。由图7可看出,实验结果与仿真结果变化趋势一致,从而证明仿真结果具有一定精度,两者之间存在的误差主要与仿真模型中摩擦力矩、转动惯量等参数与实际参数不完全一致有关。

图8说明了外载质量对制动速度影响,由该图可知,当其他参数不变时,该系统依然能正常工作;但随外载质量增大,制动初期速度误差随之发生改变,总体趋势是误差随着外载质量增大而增大。由图9可知,当制动初速度v0达到16m/s,外载质量为40t时,制动速度与制动时间依然成线性关系。在图10中,当制动减速度达到4m/s2时,系统依然能够有效制动,此外随着减速度增大,制动时间将随之缩短。

(v0=3.7m/s,a=1.5m/s2)

(m=40t,a=2m/s2)

4 结论

本文针对目前恒减速制动系统存在的不足之处,提出了改进方案,在对其进行理论分析的基础上,研制了样机,在生产车间内对该样机进行空载实测,结果表明文中所提方案是可行的,系统在空载条件下能够正常工作;由于制动器空动行程,导致制动初期速度误差大于制动末期误差,若能进一步提高制动器控制压力动态响应速度,以及优化速度闭环PID控制器参数,则可有望减小制动初期速度误差;当控制系统其他参数不变时,制动速度误差随着外载荷增大而增大。

参考文献

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[2]中国煤矿安全网.斜坡提升事故安全分析[EB/OL].[2009-09-17].http://www.mkaq.cn/sgal/sgal/yssg/2009/0917/27692.html.

[3]中国煤矿安全网.五建公司二处东大项目部“3.18”重大提升运输死亡事故[EB/OL].[2009-08-13].http://www.mkaq.cn/sgal/sgal/yssg/2009/0813/23194.html.

[4]新华网.湖南冷水江一矿山发生罐笼坠落事故26人死亡5人受伤[EB/OL].[2009-10-08].http://news.xinhuanet.com/politics/2009-10/08/content_12195046.html.

[5]闫吉领,朱述川,王力.浅析两种提升装备恒减速液压制动系统[J].煤矿机电,2010(4):84-86.Yan Jiling,Zhu Shuchuan,Wang Li.Brief Analysis of Two Hydraulic Braking Systems of Constant Deceleration for Hoist[J].Collery Mechanical&Electrical Technology,2010(4):84-86.

[6]刘大华,张凤林,王继生,等.一种矿井提升机恒减速安全制动系统及制动方法:中国,CN201857238U[P].2010-11-08.

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[8]Xiao Xingming,Wu Jun,Wang Qian,et al.Dynamic Analysis and Simulation on Multiplexed Controllable Antiskid Device of Friction Hoist[C]//Proceedings of the 2010IEEE International Conference on Information and Automation.New York:IEEE,Harbin:2010:371-375.

[9]谭飞.基于Matlab的矿井提升装备恒减速制动系统的改进研究与仿真[D].青岛:山东科技大学,2012.

[10]麻慧君.矿用提升装备全数字软硬件冗余恒减速制动系统研究[D].太原:太原理工大学,2013.

[11]Alec S,Ian M M.Distributed Intelligent Control System for a Continuous-state Plant[J].IEEE Transactions on Systems,Man,and Cybernetics,Part B:Cybernetics,1997,27(3):395-401.

矿井提升机交流电机系统探析 篇9

矿井提升机从电力传动而言，可分为交流传动和直流传动两大类。我国在上世纪80年代之前，绝大多数矿井提升机采用绕线转子异步电动机转子回路串电阻的交流传动方式，而少数则采用发电机—电动机组直流调速系统，曾称F-D系统。随着矿井的规模越来越大，对一些要求提升容量大，速度快的中，大型矿井，提升机一般采用采用电枢可逆或磁场可逆的晶闸管直流供电的直流调速系统。而随着世界电力半导体技术和交流同步机传动的开发和生产，矿井提升机传动装置又向交流传动方式发展，一些矿井提升机开始采用大容量交-直-交变频器和交一交变频器供电的交流传动系统。

2 矿井提升机改造方案的发展

随着电力电子技术、变频技才坏口微型计算机控制技术的迅猛发展，电气传动技术进入了一个新的阶段。特别是矢量控制技术的出现，使得交流传动系统领导了电气传动的潮流，采用高性能的交流传动系统进行交流提升机的改造是极富吸引力的。

先进的交流拖动方式可以有两种:交，，直，扭交变频器拖动和交一交变频器拖动。从实际情况来看，现场使用的交流电动机均为高压 (6000V) 电动机，且电机使用的频率为50Hz。

由于交变频器的输出频率最高为十几赫兹，要长期运行于低频状态非使用低频电机不可。因此，该方案不能用于交流提升机的改造。采用交一直，交变频器要有四象限运行能力，而且变频器的输出电压要达到高压电机的要求。

在矿井交流提升机的拖动控制改造方面，国内的许多单位和一些专家也作出了许多努力。对矿井交流提升机的电控系统用可编程控制器进行改造，代替了原来的继电器控制，多级切电阻，低频制动。此外将磁力站的接触器换为真空接触器或双向晶闸管，提高了系统的可靠性、降低了噪音，改造后的效果是显著的。但这些方案仍要串电阻，无法解决无级调速和节能的问题。

3 传统串级调速系统的原理

传统的串级调速原理图如下图所示。

在上图中，D为绕线转子异步电动机，B为逆变变压器，Z为转子三相不可控桥，N为三相桥式有源逆变器，Ld为平波电抗器，G为脉冲触发器。两个整流装置电压Ud与Ui的极性以及直流回路电流I的方向如图中所示。异步电机转子相电动势经三相不可控整流装置z整流，输出直流整流电压Ua。工作在逆变状态的三相可控整流装置N除提供可调的直流电压Ui作为调速所需的附加直流电动势外，还可将经Z整流后输出的异步电机转差功率逆变成交流，并回馈到交流电网。

串级调速系统的功率因数与系统中的异步电机、不可控整流器以及逆变器三大部分有关。异步电机的功率因数由其本身的结构参数、负载大小以及运行转差率而定。逆变器是利用移相控制改变其输出的逆变电压，使其输入电流与电压不同相，消耗了无功功率，逆变角越大，消耗的无功功率也越大。在给定的逆变角下，串级调速系统从交流电网吸收的总有功功率是电机吸收的有功功率与逆变器回馈至电网的有功功率之差;然而从交流电网吸收的总的无功功率却是电机和逆变器所吸收的无功功率之和。随着电机转速的降低，所吸收的无功功率虽然减小了，但从电网所吸收的总有功功率也减小了，结果使系统在低速时的功率因数更差。

4 IGCT吸收电路及驱动电路说明

IGCT吸收及驱动电路原理框图如下图所示，吸收电路由R, C, D组成，其中二极管采用ABB公司配套快恢复二极管。其主要作用是吸收IGCT开关过程中的尖峰电压，以保护IGCT免被电压击穿。触发电路是由光电转换电路和开关电源组成。开关电源为IGCT提供20V直流电源;同时为光电转换电路提供5V直流电源。输入信号的高电平为5V--1 V，低电平为0V;当输入信号为低电平日叔GCT导通，为高电平时IGCT关断，输入信号的幅值不得超过5V--1V。

5 系统软件的整体结构介绍与流程图

在研究了系统的控制策略、控制算法和软件结构的基础之上，对系统中需要的程序进行了设计。在设计过程中使用的语言是DSP特有的汇编语言。根据需要，系统中要有主程序，中断处理程序，PIE算法，电流环控制不与疗，速度环控制程序等程序。在程序设计时，根据每个模块的特点，需要画出每个模块的不到字流程图。因为，流程图较多，在这里只对关键的环节进行分析讨论。主程序流程图如下图：

因为，系统用DSP控制来实现对交流调速的控制，有很多原来由硬接线完成的工作用程序来实现，如双环系统中电流和转速环节的比例积分调节过程在本系统中用程序实现。

6 控制系统的仿真

6.1 动态仿真工具SIMULINK

SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，使得建模就像用纸和笔来画画一样容易。它与传统的仿真软件包相比，具有更直观、方便、灵活的优点。SIMULINK允许用户定制和创建自己的模块。

用SIMULINK创建的模型是分层的，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构来创建更复杂的控制系统模型。用户可以从高级查看模型，然后双击模块来查看下一级中更详细的内容。这种方法使得用户可以深入地理解模型的组织结构和各部分是如何相互作用。在建成模型结构后，就可以启动系统仿真功能来分析系统的动态特性。仿真结果可以用图形的方式显示在类似示波器的窗口内 (SCOPE显示模块) ;也可以将输出结果以变量的方式保存起来，并输入到MATLAB内，以做进一步的分析。由于MAZLAB和SIMULINK是集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进布于仿真、分析和修改。

在SIMULINK模块库中，其中有一个电力系统工具箱伊（owerSystem) 。这是基于图形编程的电路仿真软件，使用者不需要自己编程，只需将仿真的电路画在工作窗口中便可进行仿真研究。利用电力系统工具箱对电路进行仿真实验，只需将所需元件模型拖入工作窗口并设置元件的参数，然后根据仿真电路的拓扑结构连好线路，仿真模型便自动完成。因此，仿真模型的建立过程就是对各元件模块设定参数的过程，电路的建模比较简便，对于一些复杂的电路，如交直流传动系统、电力输变电系统等，都可以用MATLAB进行仿真。

6.2 系统的建模

利用Simulink和Power system工具箱，然后按系统的电气结构关系连接起来即可得到绕线式异步电动机斩波串级调速系统的仿真模型如下图所示。

6.3 仿真结果分析

从系统仿真结果可以看出，稳态时仿真系统的实际转速能够实现对给定转速的良好跟随，且稳态无差;而在动态过渡过程中，仿真系统的实际转速对阶跃给定信号的跟踪有一定的偏差。

摘要：采用转子回路串电阻调速的绕线式异步电机广泛应用于矿井提升机电控系统。但是该方法是通过调节转子回路附加电阻的有级调速, 难以实现平滑地调速, 而且调节性能差, 调速过程中大量的转差功率通过转子回路电阻转化为热能消耗掉了。本文提出了将斩波串级调速方案应用于改造采用转子回路串电阻调速的绕线式异步电机的矿井提升机电控系统。

关键词：绕线异步电动机,集成门极换向晶闸管,斩波串调

参考文献

[1]卢燕.矿井提升机电力拖动与控制, 冶金工业出版社, 2001年

矿井提升机电气制动的两种控制系统 篇10

1.1 主回路

主回路用于供给提升电动机电源, 用来实现失压、过电流保护、控制电动机的转向和调节转速等功能。由高压开关柜、高压隔离开关QS、高压油断路开关QF、电流互感器TA、过流脱扣线圈AGQ、电压互感器TV、失压脱扣线圈VSQ、紧急停车开关SF、高压换向器栅门闭锁开关SL、加速电流继电器KAC、高压熔断器HFU、高压换向器的常开触头、线路接触器的常开触头、动力制动接触器的常开触头、晶闸管动力制动柜KZG、提升电动机、电动机转子电阻、加速接触器的常开触头 (1~8KM) 以及装在主提升机操作台上的电流表和电压表等组成。其中, 高压换向器的主要作用是使电动机通电、断电和换向。

在采用动力制动的方式运行时, 高压换向器的触头断开, 动力制动电源接触器KMB闭合, 所需的直流电向晶闸管动力制动柜KZG供给, 在动力制动电源欠压时, 其触头使安全回路断电, 停止提升机的运转。

1.2 辅助回路

辅助回路用于对辅助设备及控制回路进行供电与控制。辅助回路由双回路三相电源供电, 线电压为380V, 主提升机安装在井上, 配有零线, 电压为220V。辅助回路所带的负荷有晶闸管动力制动柜KZG、制动油泵电动机MC1和MC2、润滑油泵电动机MC3和MC4、四通阀电磁铁Y2、安全阀电磁铁Y3、五通阀电磁铁Y4以及控制电源接触器KM4和SA8。

1.3 测速回路

通过安装在减速器快轴上伸出端的测速发电机, 将提升机的实际速度测出, 以供给速度来比较回路和以速度为函数的电气元件。测速回路的组成主要部分包括:第一, 他激直流测速发电机BR, 提升机速度最大时, 输出电压为直流220V。第二, 速度表。第三, 方向提升继电器KFW、KR, 速度给定自整角机B5、B6, 可以使提升机按提升方向有选择地工作, 并相互闭锁。第四, 减速爬行继电器KSD, 用于低速爬行阶段, 实现二次给电。第五, 动力制动速度继电器KV1、KV2和KV3, 用于动力制动时, 按速度原则调节转子电阻, 即调节提升速度。第六, 等速阶段过速保护继电器KGS2, 等速阶段过速15%动作, 断开安全回路, 进行安全制动, 整定电压为220×1.15=253 (V) 。

1.4 安全回路

安全回路的作用主要是保证提升机在正常、安全状态下启动运行, 避免提升机发生意外事故。它由安全接触器KMA串联多种保护触点组成。其保护原理为:提升机发生异常情况→安全回路中的保护触点断开→安全接触器无电释放。断开高压换向器回路→高压换向器无电释放→断开主回路。主电动机断电→安全阀电磁铁回路断电→切断制动油缸的高压油路→接通制动油缸与油箱, 使制动油缸内的油液分别经A管和B管流回油箱→实现提升机的二级安全制动。

1.5 可调闸控制回路

K型提升机液压站上装有两套电液调压装置, 一套工作, 另一套备用, 用QC3转换开关进行转换。两套电液调压装置的动线圈分别为KT1、KT2, 由磁放大器AM1供电。在KT线圈流过的电流加大时, 盘形制动器制动缸的油压升高, 压迫盘形弹簧, 制动力矩减小。反之, 当KT线圈的电流减小时, 提升机处在抱闸过程。可调闸 (工作闸) 制动力的调节分为手动和自动方式。

1.6 控制回路

控制回路用以实现提升机的启动与信号的闭锁, 包括以电流为主、时间为辅的自启动过程和减速、爬行阶段的速度控制。

2 直流拖动控制系统

引进索吉坡公司生产的多绳摩擦式提升机, 主要由高低压供电系统、提升机监控系统、安全控制系统、操作程序系统、箕斗装载程序系统等部分组成。目前此提升机已经进行了数控改造。

2.1 高、低压供电系统

高压电源从矿井35k V变电所引入进线柜, 高压配电分为四路:第一路, 电压互感器柜, 除提供系统计量及保护装置外, 电枢整流器的同步电源也由此引出。第二路, 低压辅助电源变压器供电柜, 提供磁场整流器、380V辅助电动机电源及控制电源。第三, 整流变压器出线柜, 为电枢整流器提供交流电源。第四, 补偿及谐波吸收装置, 为晶闸管装置提供补偿及滤波器电源。高压系统为直流48V电源, 有不间断的UPS供电系统。

2.2 提升机监控系统

监控系统是提升机运行过程中的监视及执行系统。在一般条件下, 通过对主控元件的操作, 即可实现对冷却通风、闭环控制、磁场电源以及交直流回路开关的启停控制, 为提升机的运转提供必要的条件。在系统出现故障时, 也要通过它发号施令, 控制相应系统的电控开关断开, 停止提升机的运行。

监控系统的操作要根据设计程序的原理进行, 主要包括主电动机及电枢整流器冷却通风系统、闭环控制监控系统、磁场监控系统、交流电源闭合监控系统和直流回路监控系统几部分。

2.3 安全控制系统

安全控制系统是确保提升机安全运行的主要设施。在提升机运行的设计中, 一定要根据《煤矿安全规程》的要求设置各项保护设施。

2.4 操作程序控制系统

各个控制电路之间存在特定的关系, 也就是操作程序。只有根据此程序运行, 提升机才能安全可靠地运行。否则, 提升机就不能启动, 尤其是在自动运行环节。操作程序控制系统包括同步调整系统、运行方式认可系统、去向决定系统、液压站控制系统等。

2.5 箕斗装载程序系统