礦井提升機plc控制系統(tǒng)設計-正文

1、.礦井提升機plc控制系統(tǒng)設計摘要礦井提升機制動系統(tǒng)，是礦井提升系統(tǒng)的安全保障環(huán)節(jié)，對礦井提升生產(chǎn)效率和工作性能都有著重要意義。礦井提升機制動系統(tǒng)由液壓站和制動器兩部分組成，其制動性能直接影響到提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。礦井提升機制動系統(tǒng)的可靠性和準確性是礦井提升和安全運行的重要保證。目前，提升機制動系統(tǒng)多采用盤式制動器，盤式制動器的制動力由液壓泵站提供。本文對提升機制動系統(tǒng)中液壓站和制動器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理進行了簡單的介紹，同時對相關參數(shù)進行計算，總結(jié)了提升機制動系統(tǒng)制動性能的評判要求，以及影響制動性能的主要因素。為了保證液壓泵站的安全運行，便于操作人員掌握工作狀況，本文設計了提升機制動控

2、制系統(tǒng)。關鍵詞：盤式制動器；液壓站；安全精品.目錄1.引言11.1研究背景及意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22.礦井提升機制動系統(tǒng)32.1提升機液壓系統(tǒng)的組成與工作原理32.1.1液壓系統(tǒng)的組成32.1.2液壓系統(tǒng)工作原理42.1.3液壓系統(tǒng)重要參數(shù)52.2提升機盤式制動器的結(jié)構(gòu)與工作原理62.2.1盤式制動器的結(jié)構(gòu)62.2.2盤式制動器工作原理72.3制動性能及其影響因素72.3.1制動性能72.3.2影響制動性能的因素92.4系統(tǒng)硬件部分102.5系統(tǒng)軟件部分113.結(jié)語12參考文獻14致謝16精品.1.引言1.1研究背景及意義在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中礦井提升機是十分關鍵及重要的設備之一，其主要功

3、能是提升礦物以及升降人員，擔負著采礦生產(chǎn)活動正常運行的重要任務，占有極其重要的地位。提升機在運行時的安全性及可靠性是由其制動性能的優(yōu)劣決定的。在工作運行過程中礦井提升設備遇到故障，而沒有采取有效地緊急制動措施，這種情況將導致的后果不僅是提升機設備自身損壞，而且極大的可能會造成人員傷亡的嚴重事故。根據(jù)以往提升機出現(xiàn)故障事故的不完全統(tǒng)計結(jié)果分析，60%以上的提升故障都是由于制動系統(tǒng)出現(xiàn)問題而造成的。國內(nèi)煤礦到目前為止因為提升機制動系統(tǒng)故障而造成嚴重事件的例子有相城煤礦中的主斜井提升機就是由于制動系統(tǒng)在緊急制動過程中產(chǎn)生的制動力矩過大，斷繩事件多次出現(xiàn)；而石臺煤礦主井的提升機上由于沒有及時保養(yǎng)清理，

4、其制動盤出現(xiàn)過多的油污，導致在緊急制動過程中產(chǎn)生的制動力矩過小，在工作運行中致使重載箕斗墜入井底，導致了生產(chǎn)不能正常進行及巨大的經(jīng)濟損失。現(xiàn)在礦井提升機完成制動作用，主要是靠液壓站及制動器兩部分共同作用完成的。液壓站與制動器的完美配合，及時有效地完成提升機制動系統(tǒng)正常的工作制動、緊急制動和調(diào)繩的功能。提升機制動系統(tǒng)制動性能的優(yōu)劣直接影響提升機運行時的穩(wěn)定性和可靠性。在緊急制動過程中，若盤式制動器產(chǎn)生的制動力矩超標，緊急時的減速度超過規(guī)定的自然減速度，提升系統(tǒng)中的鋼絲繩將會發(fā)生松繩現(xiàn)象，這種情況會引起沖擊斷繩及跑車的嚴重事故；相反使制動力矩過小，在限定的距離中不能使提升系統(tǒng)停止運行，這樣會導致提

5、升機的過卷過放的嚴重事故。影響礦井提升機制動性能的因素有很多，如制動盤的碟形彈簧剛度，閘瓦間隙，油壓，溫度變化，工作腔殘壓，閘瓦摩擦系數(shù)，制動盤偏擺度等，在緊急制動過程中制動引起的抖動同樣是需要解決的制動振動和噪聲中的一個問題，如果處理不好將會導致重大的質(zhì)量問題。因此，為保證提升設備能夠安全可靠地運行工作，除了在對現(xiàn)場實際工作運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測外，最重要的是在于優(yōu)化設計時使其制動系統(tǒng)能夠進行及時精密有效地控制，當遇到緊急情況時候，可以依賴于優(yōu)秀的制動性能進行減速停車，使事故發(fā)生的情況減少，更好的情況就是避免發(fā)生事故，以保證煤礦生產(chǎn)的安全性。根據(jù)相關研究得出，與提升機制動性能相關的因素很多而且復

6、雜，并且有可能在不同的工況下產(chǎn)生一定的變化，因此在深入理解并分析提升機制動系統(tǒng)工作原理的基礎上，對影響制動性能的重要參數(shù)進行分析，建立制動系統(tǒng)的數(shù)學模型并利用軟件完成動力學仿真分析，為完善制動系統(tǒng)制動性能提供優(yōu)化方法與依據(jù)。因此，開展對提升機制動系統(tǒng)動態(tài)特性仿真分析及試驗研究，可及時檢查出機構(gòu)設計的合理性，并進行完善，防患于未然。精品.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀礦井提升機的盤式制動器在國外獲得了良好的發(fā)展，液壓盤式制動器的泄漏情況改善很多，同時改良了制作閘瓦的材料，獲得更好的摩擦系數(shù)以及在高溫情況下的耐磨性能高，因此在礦井提升機中通常都是使用液壓盤式制動器，在緊急制動控制方式上，對其進行安全制動時通

7、常采用分級制動，一般使用二級制動，為了到達更好的制動性能，甚至采用三級制動的方式，這樣提高了礦井提升機制動性能，達到了提升貨物和升降員工的使用要求。同時，國外的提升機制造公司在新的提升機設計制造中不斷更新采用各種高新技術來提高提升機的整機性能以及安全性能。運用的新技術有：采用電動機拖動與控制的技術準確性更高，更加有效，提高的提升設備的自動化水平，甚至不需要安排專門的值班員工在司機崗位；采用的液壓盤式制動器性能更好并更新應用了恒壓減速制動的液壓系統(tǒng)控制方式，提升機運行的平穩(wěn)性和停車的精準性得以提高；運用功能齊全的礦井提升機運行工況在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過在線監(jiān)測提升機運行參數(shù)，不僅可以在超量時及時地進

8、行報警，而且還可以進行自動調(diào)節(jié)排除故障等。礦井提升機生產(chǎn)企業(yè)在研制一種新提升機或者優(yōu)化現(xiàn)存的提升機時，總是首先考慮提升機運行的安全性以及保證制動系統(tǒng)的可靠性要高。提升機制動系統(tǒng)的制動性能是采礦企業(yè)安全及穩(wěn)定生產(chǎn)的關鍵保證，主要體現(xiàn)在一下兩點：一是制動性能本身可靠性要高，發(fā)生故障機會非常低；二是當提升機制動系統(tǒng)發(fā)生錯誤后應該能夠依據(jù)錯誤的性質(zhì)及時采取一定措施進行相應的保護，而且能夠?qū)⒐收系脑敿殐?nèi)容進行保存并在計算機上顯示出來，方便用戶迅速準確地排除故障恢復生產(chǎn)。因此為確保其安全可靠地運行，除了在對實際運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測外，關鍵在于設計與計算時合理地選擇運行狀態(tài)參數(shù)，以及在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等系統(tǒng)設計上應

9、有較高的可靠性。礦井提升機的制動系統(tǒng)制動性能的研究，直接關系到提升機的安全運行。國內(nèi)對于這類研究相對較少，近幾年才有一些科研人員運用虛擬樣機技術和動力學仿真技術對提升機制動系統(tǒng)進行了研究。精品.對于礦井提升機，雖然進行了機械和液壓系統(tǒng)的聯(lián)合仿真，但是僅僅分析制動油壓、閘瓦間隙和制動力之間的關系，分析的因素比較局限；將液壓系統(tǒng)與機械系統(tǒng)進行耦合仿真，分析了制動油壓、閘瓦摩擦系數(shù)對制動性能的影響，影響制動性能因素的分析比較單一；對制動盤溫度仿真分析，得出溫度分布規(guī)律和溫度隨時間的變化關系，未深入分析影響溫度分布的因素。綜上所述，影響礦井提升機制動性能的因數(shù)有很多，如制動盤的碟形彈簧剛度、閘瓦間隙、

10、使用環(huán)境溫度變化、工作腔殘壓、閘瓦摩擦系數(shù)、制動盤偏擺度等。在緊急制動過程中出現(xiàn)的制動引起的抖動同樣是影響制動性能的因素，如果不減小抖動問題會導致制動性能不能滿足要求。對于影響提升機制動性能各因素的分析，國內(nèi)外的研究大都是針對某一個參數(shù)進行比較單一的仿真分析，沒有系統(tǒng)而全面的整體分析，特別是針對不同的工況下參數(shù)對制動性能影響的分析更是少。為了解決礦井提升機在工作過程中出現(xiàn)的問題，特別是液壓系統(tǒng)的參數(shù)對礦井提升機制動系統(tǒng)的影響，這需要對制動過程中影響制動性能的各參數(shù)進行分析，并建立相關數(shù)學模型并進行動力學仿真。2.礦井提升機制動系統(tǒng)在礦井提升機制動系統(tǒng)中，由液壓站和制動器兩部分組成，由液壓系統(tǒng)產(chǎn)

11、生壓力控制盤式制動器，完成提升機的制動過程，因此液壓站和制動器的可靠性能都對制動系統(tǒng)的安全性具有決定性作用。進一步了解制動系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)和盤式制動器的工作原理有助于深入了解分析影響制動系統(tǒng)制動性能的因素。2.1提升機液壓系統(tǒng)的組成與工作原理2.1.1液壓系統(tǒng)的組成（1）油源部分：液壓系統(tǒng)中的兩套獨立工作的油源均是由粗、精過濾器、葉片泵、電機、調(diào)壓裝置及管件等組成，調(diào)壓裝置由電液比例溢流閥8和溢流閥7組成。為系統(tǒng)提供p=0.56.3mpa，q=14l精品.min-1的可調(diào)壓力油源，一用一備。（2）集油路裝置：集油路裝置由兩個相同的二位三通型電磁換向閥10、11，兩個相同的二位二通型電磁換向閥8、

12、9，彈簧蓄能器13和二級制動溢流閥11等組成，為制動系統(tǒng)的a、b管油路提供壓力油，緊急電延時二級制動等功能。即th118c（2jk礦井提升機）型液壓站。該裝置上加裝一個油路塊及二位三通電磁閥14、單向閥、截止閥，即可為系統(tǒng)提供調(diào)繩油缸的離合功能，滿足2jtp礦井提升絞車的調(diào)繩功能。（3）出油過濾裝置：該裝置由精過濾器及管件等組成。2.1.2液壓系統(tǒng)工作原理（1）系統(tǒng)正常工作狀態(tài)：根據(jù)電控系統(tǒng)原理圖將相應的電線接好后，啟動與油泵相連的電動機，從油泵輸出的液壓油經(jīng)過直動型電磁比例溢流閥7流回油箱，當接通兩個二位三通電磁換向閥，同時修改電磁比例閥7的輸入電流信號時，系統(tǒng)中的油壓值就會跟隨電磁比例閥的

13、信號輸入的改變而變化，a、b管油壓將在p=0.56.3mpa間呈線性變化。進而將盤式制動器產(chǎn)生正壓力的改變，油壓值越低，制動正壓力越大。在提升機正常工作的情況下，液壓系統(tǒng)中除了以上元件進行工作以外，其余的液壓元件均不會有動作。（2）系統(tǒng)緊急制動狀態(tài)：當在設備運行過程中需要實施緊急制動時，提升機的制動系統(tǒng)進入緊急制動過程。液壓系統(tǒng)中的電動機3、電磁換向閥10、11，直動型電磁比例溢流閥7均變?yōu)閿嚯姞顟B(tài)。此時，與a管路相連的固定卷筒制動油缸中的油液經(jīng)過閥11直接返回到油箱，與b管相連的游動卷筒制動器中的液壓油則經(jīng)過閥10被接入二級制動控制油路中，整個系統(tǒng)中的油壓大小由溢流閥調(diào)節(jié)。二位二通電磁換向閥

14、9在閥10、11斷電的同時進入通電狀態(tài)，使b管路中的油壓從最大工作油壓下降到溢流閥15調(diào)定的壓力值p2，經(jīng)過延時幾秒后（按實際工作條件計算出一個調(diào)定值），閥9進入通電狀態(tài)的同時閥8進入斷電狀態(tài)，而此時盤式制動器中的壓力油返回油箱，油壓從p2直接下降為0。在彈簧蓄能器中保存的壓力油及時地補充了各個閥件的泄漏損失，使b管路中油壓p2值在延時過程中保持不變。完成整個緊急制動過程。精品.（3）手動緊急回油裝置為提升機的安全保護裝置，當提升機緊急制動失效后，扳動手動緊急制動中手動換向閥s（h-4wmm6e50）的手柄，使制動器油缸的油迅速泄油，以達到緊急制動。2.1.3液壓系統(tǒng)重要參數(shù)（1）最大松閘油壓

15、值的計算根據(jù)實際的靜張力差計算相對應的最大油壓值。1.豎井提升的最大油壓值的計算：pmaxpx+pfpx=2.57kfc/anpf=1.65mpapmax=2.75kfc/an+pf式中：fc實際最大靜張力差，n；a制動器活塞有效面積，mm2；n制動器總個數(shù)；k制動器力矩計算系數(shù)k=3.25cc=(fcm)10-1=(fcgg )10-1式中：g整個提升系統(tǒng)的變位重量，kg當0c1時，k=3.25c；當1c時，k =3.252.斜井提升時最大油壓值得計算：pmax 2.57k1kfcan +1.56式中：k1斜井傾角影響系數(shù)斜井傾角影響系數(shù)tab.2-1 inclined angle of i

16、nfluence coefficient斜井傾角 30 25 20 20k1 1 0.89 0.8 0.65（2）二級制動油壓值p2的確定1.豎井重物下放時：精品.p2=2px-(7.8g +5.1fc)an2.斜井重物提升時：雙鉤提升時：p2=2px-51.4(m1a+0.1fd)an式中：m1不包括提升側(cè)的系統(tǒng)終端負荷變位質(zhì)量，kgs2m。fd為下放側(cè)的靜張力，n；a在傾角a上的自然減速度 a=3m/s2 a17g(sina+fcosa) a17,f=0.015單鉤重物提升p2=2px-51.4m2aan式中：m2所有轉(zhuǎn)動部分的變位質(zhì)量，kgs2m。(3)二級制動延時時間的計算t=vmax

17、/a式中：a制動減速度豎井重物下放時：a=1.5 m/ s2斜井重物提升時：=3m /s2 17a=g(sin+fcos)17vmax提升機最大運行速度2.2提升機盤式制動器的結(jié)構(gòu)與工作原理2.2.1盤式制動器的結(jié)構(gòu)制動器是礦井提升機制動系統(tǒng)的重要組成部分，它工作的正常與否，不但關系著提升機的正常運轉(zhuǎn)，而且也關系著提升機的安全性與可靠性?，F(xiàn)在的提升機均采用液壓盤式制動器，它與老產(chǎn)品的提升機采用的油壓或氣壓傳動的塊式制動裝置比較具有下列優(yōu)點：由于提升機正常工作的時候都是多付盤式制動器一同產(chǎn)生正壓力制動，若其中有一付盤式制動器出現(xiàn)故障失靈，也只會失去部分正壓力，所以盤式制動器的可靠性比較高高；慣量

18、小，動作較靈敏；通用性能好；結(jié)構(gòu)緊湊，可調(diào)性好。精品.盤式制動器產(chǎn)生的制動力矩是依靠兩側(cè)的制動閘瓦從制動盤的兩側(cè)擠壓制動盤而作用的。為了使制動盤不產(chǎn)生額外的變形，主軸不產(chǎn)生附加軸向力，在提升機中盤式制動器采用成對的使用方法就是為了不讓制動盤產(chǎn)生附加的變形，同時主軸也不會受到額外的軸向力。根據(jù)提升機設計要求所需要的制動力矩的大小，在每一臺礦井提升機的制動盤上可以對稱地布置多付制動器。2jtp-1.2型提升機采用的是四付盤式制動器2.2.2盤式制動器工作原理盤式制動器是靠油缸內(nèi)的碟形彈簧6 產(chǎn)生制動正壓力的，而依靠液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力油使制動器松閘的。當液壓油進入油缸7，推動活塞5 去壓縮碟形彈簧，

19、同時帶動調(diào)節(jié)螺栓4、螺釘3、推桿12 向左運動，滑套9、鋼板10 和閘瓦11 在回位彈簧以及拉緊螺栓的共同作用下也都一起向左運動，使閘瓦脫離制動盤，使盤式制動器呈現(xiàn)出松閘的狀態(tài)。當制動器中油缸內(nèi)油壓值減小時，油壓產(chǎn)生的力小于碟形彈簧產(chǎn)生的彈簧力，碟形彈簧就會推動活塞向右運動，并且使調(diào)節(jié)螺栓4，螺釘3、推桿12、滑套9 一起向右運動，推動閘瓦向制動盤移動并擠壓制動盤產(chǎn)生制動力矩，達到制動的目的。盤式制動器處于制動狀態(tài)的時候，閘瓦向制動盤施加的正壓力大小，是由油缸內(nèi)油壓值大小決定的，若油缸中的油壓值處于最小值的時候（由于有殘壓的存在，最小值一般不會為零），碟形彈簧的產(chǎn)生的彈簧力幾乎全部施加于活塞之

20、上，這個時候制動盤上所受到的正壓力為最大值，處于全制動狀態(tài)。相反，若油缸內(nèi)的工作油壓值是液壓系統(tǒng)所提供的最大油壓值時，處于松閘狀態(tài)。2.3制動性能及其影響因素2.3.1制動性能制動系統(tǒng)作為提升機的重要組成部分，是礦井提升機安全保護的最后一個環(huán)節(jié)，其制動性能好壞是實現(xiàn)提升機緊急制動的基本保證，直接影響到提升機工作可靠性以及安全生產(chǎn)。機械行業(yè)標準、煤礦安全規(guī)程以及th118c液壓站各項性能指標都對提升機制動性能有相應的要求。1.響應時間煤礦安全規(guī)程中第431條規(guī)定：閘瓦在第一級經(jīng)過保護回路斷電時起至制動閘瓦接觸到制動盤上的空動時間（即安全制動空行程時間），盤式制動器不得超過0.3s。對于斜井提升時

21、，為保障在上提時緊急制動過程中不發(fā)生松繩而必須采用延時制動的方式時，上提時空動時間沒有此限。對在工作運行中要求制動盤和盤式制動器之間的間隙不大于2mm。閘瓦在進行制動的時候，推桿和閘瓦之間不能出現(xiàn)明顯的彈性擺動。精品.2.制動力平衡煤礦安全規(guī)程中第432 條規(guī)定：提升機的制動系統(tǒng)在進行制動的時候，盤式制動器所施加的制動力矩與在現(xiàn)場工況中最大提升靜荷重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩之比值k要大于等于3。但是針對質(zhì)量模數(shù)較小的礦井提升機，當在上提重載貨物的時候，盤式制動器作用產(chǎn)生的制動減速度如果大于所規(guī)定的限值時，可以把盤式制動器要求的這個比值k下降到合理的值，但是必須大于等于2。在調(diào)節(jié)雙滾筒提升機的滾筒旋轉(zhuǎn)相對

22、位置的時候，盤式制動器在每個滾筒制動盤上所施加的制動力矩，要求必須大于或等于該滾筒受靜張力差所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。盤式制動器的液壓油路出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，就會造成其制動時的回油受到附加阻力，進而使該制動器中油缸內(nèi)油壓減小速度小于對面的油缸內(nèi)的油壓減小速度，這種情況下這一付盤式制動器就會在軸向?qū)χ苿颖P產(chǎn)生一個額外的作用力。3.同步性提升機的制動系統(tǒng)的同步性表現(xiàn)為兩種情況，一種是提升機中一付盤式制動器中每個閘瓦與制動盤之間的間距是不同。在安裝或者在運行中制動盤的偏擺時，以及在長時間的而且頻繁的制動工作中閘瓦就會產(chǎn)生磨損的現(xiàn)象，同時因為一付制動閘瓦的磨損量不同，導致一付盤式制動器中兩個閘瓦間隙不一致

23、的情況出現(xiàn)，最終造成閘瓦的空動時間不同，出現(xiàn)制動時間的不同，這就是提升機盤式制動器同步性的表現(xiàn)。還有一種情況就是提升機中的每付盤式制動器之間的同步性。4.跟隨性在緊急制動過程中，通過調(diào)節(jié)二級制動油路中溢流閥壓力值來控制緊急油壓，將溢流閥設到一定的壓力值，但是在制動系統(tǒng)運行的中盤式制動器中的油壓值低于溢流閥調(diào)定的壓力值，這種情況下，被認為制動系統(tǒng)的跟隨性差不滿足要求。制動系統(tǒng)施加的制動正壓力是由液壓系統(tǒng)中電磁比例溢流閥控制的，通過調(diào)節(jié)電磁比例溢流閥的輸入電流來改變盤式制動器施加的制動力矩，電磁比例溢流閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓過程中，它的油壓精品.電流特性在p = 0.5p之間應該近似為直線關系，而且油壓

24、滯后于電流改變的時間應該小于等于0.1s，p是閘瓦剛剛離開制動盤時的油壓值。電流變化的范圍450m a，油壓值變化范圍6.5mpa。2.3.2影響制動性能的因素礦井提升機在制動過程中，在碟形彈簧和液壓系統(tǒng)的共同作用下通過推動閘瓦擠壓提升機的制動盤產(chǎn)生制動力矩，使提升機進入減速并停車的過程，在制動過程中有多種不同的因素影響著制動系統(tǒng)的制動性能，尤其是液壓系統(tǒng)中的相關因素。1.彈簧蓄能器的彈簧剛度在th118c中低壓電延時二級制動液壓系統(tǒng)中，在緊急二級制動回油路上設計安裝了彈簧式蓄能器，在制動系統(tǒng)進行二級制動的時候，游動卷筒制動盤上的四個盤式制動器中的液壓油進入電磁換向閥10、彈簧式蓄能器13及溢

25、流閥15建立起保壓油壓并進行保壓過程，彈簧式蓄能器中的彈簧剛度的選擇對液壓系統(tǒng)的壓力沖擊、系統(tǒng)的快速穩(wěn)定性和系統(tǒng)的跟隨性有影響，對于系統(tǒng)所需的保壓壓力也同樣有影響。2.空氣含量對于液壓系統(tǒng)中所使用的l-hm32抗磨礦物系液壓油，一般情況下，液壓油的彈性模量ey值變化很小，但是若液壓油中混入氣體，液壓油的壓縮性就會明顯增加，彈性模量將會顯著減小。通常，若液壓油中沒有混入空氣，彈性模型可取ey= (1.42.0) 109pa。若液壓油中混入的空氣含量為 1%時，彈性模量ey值將減小到50%左右。3.液壓管路在礦井提升機制動系統(tǒng)中，液壓站與盤式制動器是依靠一段液壓管路連接起來的，每個制動器所連接的液

26、壓管路的長度有所不同，這就影響了每個盤式制動器中液壓油油壓值變化的不同，從而影響了制動器的動作響應的不同。精品.4.電磁換向閥閥口通流截面積提升機采取緊急制動方式，在二級制動降壓過程中，盤式制動器中油缸內(nèi)的液壓油以及彈簧蓄能器內(nèi)的液壓油要經(jīng)過電磁換向閥8流回到油箱，所以二級制動油路上的電磁換向閥閥口通流截面積對二級制動卸壓過程有一定的影響，從而影響了制動系統(tǒng)的響應速度。5.電磁換向閥固有頻率礦井提升機進行二級制動時，電磁換向閥將油路切換至二級制動油路，電磁換向閥的固有頻率影響了自身閥件的響應速度，在切換快慢影響了緊急制動中保壓油壓的建立，礦井提升機在進行一級制動時，在固定卷筒上的盤式制動器進行

27、抱閘狀態(tài)，同時在游動卷筒上的盤式制動器也要抱閘，電磁換向閥固有頻率直接6.緊急制動油壓值液壓系統(tǒng)提供的壓力油控制著制動力的變化，可對制動力矩進行有效合理的控制，在遇到突發(fā)事件，進行緊急制動時，液壓系統(tǒng)為游動卷筒上制動器所提供的油壓值迅速減小至設定的緊急制動油壓值，經(jīng)過二級制動保壓時間，油缸內(nèi)油壓迅速減小至零，制動系統(tǒng)實施全制動，保證提升機正常運行，所以緊急制動油壓值會對提升機的運行產(chǎn)生直接的影響。7.其它影響因素（1）制動盤偏擺礦井提升機的制動盤在運行前或者運行中都會存在有偏擺的現(xiàn)象，主軸裝置是許多個零部件裝配起來的，所以造成制動盤偏擺超限的因素是多方面的，如加工時產(chǎn)生的誤差、安裝時的誤差，以

28、及在運行中受力不均。（2）制動盤端面跳動因為加工工藝的因素，會使制動盤的加工表面上產(chǎn)生劃痕、溝壑等表面形狀。同時制動盤在存放過程中，其摩擦表面會產(chǎn)生化學反應，造成制動盤的表面出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。（3）摩擦熱提升機在制動過程中將系統(tǒng)的動能通過摩擦做功而轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉。在制動過程中，盤式制動器產(chǎn)生的正壓力使閘瓦擠壓制動盤，從而產(chǎn)生的持續(xù)的摩擦熱流使得它們接觸表面溫度迅速增大，而且制動時間延長及頻繁地制動會產(chǎn)生熱衰退的現(xiàn)象，從而造成制動系統(tǒng)的制動性能會降低。精品.2.4系統(tǒng)硬件部分為了保障提升機緊急制動時快速、有效，滿足制動性能要求，選擇合適的傳感器至關重要。2.4.1閘間隙位移傳感器盤式制動器的閘瓦

29、與制動盤之間的間隙應不大于2mm。選用b300型差動變壓器式位移傳感器測量閘間隙，測量范圍為05mm，具有抗干擾能力強，傳輸距離遠的特點，將4ma20m a電流信號傳輸?shù)娇刂破鳌?.4.2壓力傳感器采用wp800b型壓力傳感器，測量范圍為010mpa，輸出范圍為4ma 20ma，傳感器采用dc24v供電電源。壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，傳輸?shù)街骺豴lc，實現(xiàn)數(shù)字化顯示與控制保護。2.4.3液位傳感器采用kyb19液位傳感器檢測油箱液位信號，測量范圍為30mm1500mm，輸出范圍為4m a20m a，傳感器采用dc24v供電電源。利用硅敏感元件的壓阻效應將液體靜壓轉(zhuǎn)換為電阻信號，經(jīng)過溫度補償和線性修

30、正，將液位信號轉(zhuǎn)換成電流信號傳輸?shù)街骺豴lc。2.4.4控制模塊配置作為該制動系統(tǒng)設計的重要部分，控制系統(tǒng)模塊選擇西門子s7系列模塊。電源模塊選擇ps3072a；處理器模塊選擇s7314；數(shù)字量輸入模塊選擇sm321，16點輸入；數(shù)字量輸出模塊選擇sm322，16點輸出； 模擬量輸入模塊選擇sm331，完成a/d信號轉(zhuǎn)換。2.4.5聲光報警裝置聲光報警裝置實現(xiàn)液壓站油溫高、油位過低等故障時的報警。由報警蜂鳴器、指示燈、控制繼電器及相關控制元件等組成，方便操作人員掌握工作狀況。2.5系統(tǒng)軟件部分2.5.1主控程序設計s7314控制器主要完成液壓泵站壓力、液位、盤形閘間隙信號的采集，濾波及標度轉(zhuǎn)換

31、。同時將盤形閘動作、液壓泵站啟停、聲光報警等信號接入plc控制器。精品.sm331能將4 20m a模擬信號轉(zhuǎn)換為0 32000的數(shù)字信號。2.5.2抗干擾設計硬件措施對供電系統(tǒng)選用西門子專用電源模塊，同時采用濾波網(wǎng)絡，抑制高頻干擾信號。在plc控制器模塊與外部i /o回路之間采用光電隔離、繼電器隔離等措施，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，防止外部設備故障損壞模塊接口。軟件措施在主程序中設置故障檢測程序，定期檢測掉電、欠壓、干擾等外部環(huán)境，以便及時處理。采用智能i /o接口診斷，將輸出控制信號進行比較確認，結(jié)果一致時才輸出給負載。使用循環(huán)采樣的方式，將采集到的信號進行滑動平均濾波，防止瞬時干擾影響。2.

32、5.3上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計本系統(tǒng)顯示提升機制動控制系統(tǒng)的各種靜、動態(tài)參數(shù)，將s7 314采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)缴衔粰C中并顯示。為了方便數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，采用西門子wincc v6 0組態(tài)軟件完成控制面板設計。監(jiān)控界面包括閘間隙、油壓和液位的實時數(shù)值，運行記錄查詢、歸檔、報表打印等功能。為保證系統(tǒng)正常運行，設計了故障監(jiān)控顯示界面，發(fā)生故障時，監(jiān)控界面指示燈顏色由綠變紅，在上位機界面進行報警提示的同時，實現(xiàn)聲光報警裝置的動作。3.結(jié)語本文以礦山提升機為例，設計了提升機制動系統(tǒng)。礦山行業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，目前有很多的提升機控制系統(tǒng)仍采用發(fā)電機-直流電機調(diào)速、接觸器-繼電器邏輯控制、

33、由傳統(tǒng)老舊的模擬深度指示器提升容器位置等落后技術的提升系統(tǒng)，這種落后的控制系統(tǒng)已經(jīng)不再適合當前礦山企業(yè)的發(fā)展要求，因此，本文在分析和比較當前礦井提升機控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和國內(nèi)外提升控制技術發(fā)展的基礎上，對提升機的控制系統(tǒng)進行了研究和設計。精品.當前，我國在有色、煤炭、非金屬等礦井中有成百上千臺提升機在運行，而這些提升機大多都是繞線式電機轉(zhuǎn)子串金屬電阻調(diào)速系統(tǒng)，這些系統(tǒng)性能差、能耗大、運行效率低，尤其是用于安全保護的設施也不完善，過卷和超速等事故時有發(fā)生，對其進行技術改造和設備的更新?lián)Q代勢在必行。本文采用理論聯(lián)系實際出發(fā)，對提升機制動系統(tǒng)中液壓站和盤式制動器做了簡單介紹，根據(jù)提升機試驗臺的結(jié)構(gòu)特點，

34、相關計算，總結(jié)了對制動系統(tǒng)制動性能的要求有響應時間、同步性、制動平穩(wěn)、跟隨性和制動力平衡，以及影響制動性能的因素有彈簧蓄能器彈簧剛度、空氣含量、液壓管路、電磁換向閥閥口通流截面積和固有頻率、緊急制動油壓值。本文研究成果的應用將對我國礦山提升控制系統(tǒng)的技術進步有一定的借鑒作用。精品.參考文獻1余洪偉,楊錦濤,周建,王晨. 礦井提升機制動系統(tǒng)安全可靠性分析j. 煤礦機械,2015,07:140-142.2王春亮. 礦井提升機制動系統(tǒng)設計j. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2015,09:164+180.3梁修權(quán),郭廣生,李云鵬. 基于plc的提升機制動系統(tǒng)監(jiān)控設計j. 可編程控制器與工廠自動化,2014,07:

35、114-116.4張國虎. 礦井提升機制動技術的發(fā)展j. 科技傳播,2014,18:77+81.5楊帥,李彬,陰妍,鮑久圣. 制動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究現(xiàn)狀j. 機械設計與研究,2014,05:1-4.6劉李昌. 礦井提升機制動系統(tǒng)可靠性研究j. 科技創(chuàng)新與應用,2012,05:46.7劉剛,翟結(jié)林,黃威. 提升機制動系統(tǒng)常見問題的探討j. 工業(yè)設計,2011,08:221.8李生軍. 礦井提升機液壓制動系統(tǒng)可靠性分析與探討j. 中國礦山工程,2013,04:55-58.9覃菊梅. 礦井提升機安全技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢j. 民營科技,2016,01:248+39.10jingzhao li1,

36、huaping zhou(1,2) 1.school of computer science and engineering,anhui university of science and technology,huainan 232001,china 2.school of mechanical electronic and information engineering,china university of mining and technology,beijing 100083,china. study of hoist braking system performance testi

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