矿井提升机仿真模拟装置的制作方法

专利名称：矿井提升机仿真模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仿真模拟装置，更具体地说，涉及一种矿井提升机仿真模拟装置。
背景技术：
在目前的煤矿系统中，为了适应现代控制技术的要求，需尽快培养相关方向的技 术人才，其中，能熟练操作现代矿井提升机的操作人员也成为了一个培训重点，但纵观目前 的仿真模拟装置中，还没有专门针对矿井提升机的仿真模拟装置，大多采用电梯的模拟装 置来进行矿井提升机的学习，但是，电梯模拟装置的模拟情况局限于单纯的电梯教学的培 训，又由于矿井提升系统的工作环境复杂，仅通过电梯模拟装置的教学，是不能对矿井提升 机进行较全面的模拟与学习的，即现有的模拟装置很难满足矿井提升机学习的需要，针对 性很差。

实用新型内容本实用新型实施例提供了 一种矿井提升机仿真模拟装置，实现了对真实的矿井提 升系统的工作过程的模拟。为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案本实用新型实施了公开了一种矿井提升机仿真模拟装置，包括框架；设置于所述框架顶部的提升电机；设置于所述提升电机轴端的编码器；与所述提升电机相连的调速装置、驱动滚筒和罐笼模型；与所述驱动滚筒相连的测速发电机；与所述测速发电机相连的平衡对重；与所述罐笼模型相连的罐笼门控制单元，用于控制所述罐笼门的开合；模拟井道以及设置于所述模拟井道的检测信号面板；设置于所述检测信号面板的位置检测开关，用于检测所述罐笼模型的运行位置；报警单元；与上述各单元相连的控制单元，用于控制所述模拟装置各部件的工作状态，以完 成对矿井提升机各种控制过程的模拟。优选的，所述提升电机为三相异步电动机。优选的，所述编码器为增量式轴角编码器。优选的，所述调速装置为变频调速器。优选的，所述罐笼门控制单元包括与罐笼门相连的门传动装置；与所述门传动装置相连的门电机；与所述门电机相连的门控电路，用于通过控制门电机的转动方向控制罐笼门的开口 O优选的，还包括设置于所述罐笼门的门到位开关，用于检测所述罐笼门的开闭状 态。优选的，所述位置检测开关和/或门到位开关为磁感应开关。优选的，按照从所述模拟井道的顶部到底部的顺序，所述位置检测开关依次为上 行过卷开关、上水平停车开关、上行位置检测开关、上行减速开关、下行减速开关、下行位置 检测开关、下水平停车开关和下行过卷开关。优选的，所述控制单元为可编程控制器PLC，所述PLC接收所述磁感应开关和/或 编码器的信号后，向变频调速器发送相关指令，控制所述提升电机的运行状态，以及通过接 收所述磁感应开关的信号，控制所述提升电机的运行状态。优选的，还包括与控制单元相连的外部主令装置和外部显示装置。从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例在硬件配置和结构上都对真实的 摩擦式矿井提升机进行了仿真模拟，在控制方式的设计上可对矿井提升机的运行方式和运 行环境进行针对性的模拟，并且本实施例中的控制系统的设计可让学习人员自己动手编辑 控制程序，进而使学习人员更好的利用该装置学习矿井提升机的控制过程，安全保护原理 及维护技巧等。

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例公开的一种摩擦式矿井提升机仿真模拟装置的结构图；图2为本实用新型实施例公开的一种摩擦式矿井提升机仿真模拟装置的控制系 统的结构图；图3为本实用新型实施例公开的矿井提升机仿真模拟装置的模拟自动运行模式 时的提升速度图；图4为本实用新型实施例公开的矿井提升机仿真模拟装置的门控电路的电路图；图5为本实用新型实施例公开的矿井提升机仿真模拟装置的罐笼门控制单元结 构图。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种矿井提升机仿真模拟装置，根据真实的矿井提升机 的硬件结构和控制系统进行组装和设计，可以实现对真实的矿井提升机的控制过程的模 拟，弥补了现有技术在矿井提升机的模拟方面针对性差的缺点。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0038]图1为本实施例公开的摩擦式矿井提升机仿真模拟装置的结构图，图1中各标号 分别表示1、提升电机；2、驱动滚筒；3、曳引绳；4、框架；5、检测信号面板；6、位置检测开 关；7、罐笼模型；8、开关指示灯；9、罐笼门；10、钢丝绳1 ；11、钢丝绳2 ；12、平衡对重；13、 钢丝绳3 ；14、钢丝绳4 ；15、模式转换开关；16、第一组指示灯；17、第一组按钮；18、蜂鸣器； 19、第二组按钮；20、第二组指示灯；21、线槽；22、数码显示器；23、测速发电机。其中，本实 施例的框架4选用镀锌的网版式框架组装而成，便于元件的安装和更换，也有利于系统的 扩展，即新增元件等，且坚固性也足够，整个仿真模拟装置的结构与真实的矿井提升机相 同。本实施例的外部接线的设计中，所有控制装置和元器件的接线均引至接线端子，使系统 中组装时更加灵活方便。本实施例公开的矿井提升机仿真模拟装置包括设置于框架4顶部的提升电机1 ；设置于提升电机1轴端的编码器；与提升电机1相连的调速装置、驱动滚筒2和罐笼模型7 ；与所述驱动滚筒相连的测速发电机23 ；与所述测速发电机23相连的平衡对重12 ；与所述罐笼模型7相连的罐笼门控制单元，用于控制罐笼门9的开合；由框架组装而成的模拟井道，设置于所述模拟井道的检测信号面板5 ；设置于所述检测信号面板5的位置检测开关6，用于检测所述罐笼模型7的运行位 置，本实施例中按照从所述模拟井道的顶部到底部的顺序，所述位置检测开关依次为上行 过卷开关、上水平停车开关、上行位置检测开关、上行减速开关、下行减速开关、下行位置检 测开关、下水平停车开关和下行过卷开关，除此之外，本实施例的检测信号面板5上还留有 足够的位置可以增加位置检测开关的数量，以增加停车水平的数量，提高控制难度；报警单元，用于操作过程中在预设情况下的示警；与上述各单元相连的控制单元，用于控制该模拟装置各部件的工作状态，以实现 对矿井提升机各种控制过程的模拟。另外，本实施例的模拟装置中还设置有外部主令装置和外部显示装置，外部主令 装置主要有模式转换开关15以及按钮若干，模式转换开关15可用于系统工作模式的选择， 该模拟装置可以按照煤矿主提升机在各种工作情况下的运行方式运行，主要分为自动运行 模式、手动运行模式和检修运行模式，其他按钮可用于其他主令控制的操作，其中包括启动 按钮和停止按钮；外部显示装置包括蜂鸣器18、数码显示器22以及状态指示灯若干，用于 显示系统的运行状态。需要说明的是，本实施例中的提升电机选用三相异步电动机，可以实现正转、反转 以及加减速的操作；设置于提升电机轴端的编码器选用增量式轴角编码器，该编码器可以 测量提升容器的运行速度和运行位置，进而以此为依据实现该模拟装置的速度控制和位置 控制；本实施例中的位置检测开关选用磁感应开关，当检测罐笼模型的位置时，可以不用与 所述罐笼模型有直接的接触，即可检测其位置；本实施例中的调速装置选用变频调速器， 可完成该模拟装置的各个工作过程中的调速过程，并且可以按照操作者的程序设置进行动 作，以满足提升速度以及提升方式的需求，该变频调速器具备加减速斜率设置功能、速度模 拟给定功能、PID调节功能以及模拟量输出功能，可以满足矿井提升机功能模拟的要求；本实施例中的控制单元选用可编程控制器PLC，所述PLC接收所述磁感应开关和编码器的信 号后，向内部继电器发送相关指令，控制所述提升电机的运行状态，以及通过接收所述位置 检测开关的信号，控制所述提升电机是否运行，本实施例中的PLC具备顺序控制、循环控 制、时间控制、中断功能、高速脉冲计数功能、PID控制等多种控制功能，能够满足矿井提升 机模拟控制系统的控制需求。本实施例的控制系统的结构图如图2所示，各元器件的连接关系及主要控制方式 为由于编码器和提升电机同轴连接，编码器向PLC发送指示提升电机转动情况的脉冲， PLC的高速计数器端口通过对接收到的编码器脉冲进行计数，计算出提升电机的运行位置 及运行速度；各个位置检测开关与PLC相连，当提升电机经过相应的位置检测开关时，开关 动作，向PLC发出信号；根据上述两种方式得到提升电机的运行位置和运行速度后，如需调 整提升电机的运行速度，则PLC通过相关指令触发内部继电器，由内部继电器发送指示相 关指令的信号发送给变频调速器，由变频调速器调整提升电机的工作电压输入频率，进而 调整提升电机的运行速度；在需要示警的情况下，PLC可以控制报警单元示警；外部主令装 置通过与PLC相连，由PLC控制相关功能的实现；罐笼门控制单元及测速发电机均与PLC相 连，具体控制方式下面详细描述；与PLC相连的存储单元用于存储各种预设信息以及实时 测得的各种信息，以协助PLC的控制过程的实现。需要说明的是，提升电机运行速度发生变化的原理是，根据电机转速与工作电压 输入频率成正比的关系，关系式为n = 6(^(1-8)斤，其中n、f、s、ρ分别表示电机转速、工 作电压输入频率、电机转差率、电机磁极对数，由此式可知，通过改变电机的工作电源频率 可以改变电机的转速。本实施例中的PLC通过编程控制与提升电机相连的变频调速器中电 路的变化，控制提升电机工作电压的输入频率，进而调整提升电机的转速，实现提升过程中 提升容器(即罐笼模型)速度的变化。本领域技术人员可以理解，本实施例中编码器、可编程控制器PLC、变频调速器的 选择以及外部主令装置的设置与排布方式包括但不限于本实施例公开的内容，只要能够实 现矿井提升机的模拟过程即可，各种具体元件的选择以及设置都在本实施例的保护范围之 内。需要说明的是，本实施例的模拟装置在功能上和结构上都对摩擦式提升机进行了 最大限度的模拟，但由于模拟装置空间的限制，在各个功能部件的选择上与真实的矿井提 升机有所不同，如过卷开关的选择，在真实的矿井提升机中大多采用机械式行程开关，而本 实施例中采用磁感应开关代替，本实施例的选择既能实现过卷开关的作用，又与模拟装置 的实际情况相符合，而且还可避免与罐笼模型的直接接触而产生的损坏，可延长该模拟装 置的使用寿命。综上所述，本实施例的模拟装置中各部件的选择充分考虑了真实矿井提升 机的结构和功能，又与模拟装置的实际情况相结合。下面结合本实施例的摩擦式矿井提升机仿真模拟装置的结构说明其对真实矿井 提升机工作过程的模拟。1、对矿井提升机不同工作模式的模拟，不同工作模式的模拟通过模式转换开关进 行选择。1)自动运行模式，该模式主要用于煤矿主井的提升过程，按照矿井现场的控制过 程进行模拟，本实施例中的自动运行模式下的提升速度图如图3所示，假设提升容器的初始位置位于模拟井道的顶端，即需要开始进行卸载，主要控制过程如下步骤SlOl 按下模拟装置中的启动按钮，系统开始卸载，6S后卸载完毕，由PLC控 制外部显示装置中的空载指示灯亮，同时控制变频调速控制器动作，将提升电机的工作电 压输入频率调至所需频率，使提升电机按照所述转动方向开始转动，提升容器开始下行并 在2S内加速至全速；步骤S102 当提升容器运行到下行减速开关时，下行减速开关动作，通知PLC需要 开始减速过程，PLC控制变频调速控制器动作，使得提升电机转速变化，开始减速，在2S内 速度减至全速的20% (即260/1300)，之后开始勻速下降；步骤S103 当提升容器运行至下水平停车开关时，该开关动作，PLC控制提升电机 停止转动，开始装载。提升容器从开始减速到停止运行，需经过下行位置检测开关，此时， PLC将存储单元中记录的该下行检测开关的位置与增量式轴角编码器测得的提升容器的运 行位置进行比较，如果误差在允许范围内，则继续运行，否则，系统自动停车并控制报警单 元示警；步骤S104 :6S后装载完毕，由PLC控制外部显示装置中的满载指示灯亮，空载指示 灯灭，提升容器开始上行并加速至全速，控制方式与步骤SlOl类似；步骤S105 当提升容器上行至上减速开关时，提升容器开始减速，速度减至全速 的20%，之后勻速上升；步骤S106 当提升容器运行至上水平停车开关后，停止运行，开始卸载，期间会经 过上行位置检测开关，同步骤S103所述，对提升容器的速度和位置进行检测；步骤S107 :6S后卸载完毕，满载指示灯灭，空载指示灯亮，提升容器开始下行。在该控制模式下，提升容器按照步骤SlOl-步骤S107的过程往复循环，周而复始。 在运行过程中，由PLC控制并监测提升容器的运行速度，保证该模拟装置的正常运行，且提 升电机的运行速度、加速、减速过程均由系统编程设计，按照提升速度图的要求进行控制， 可由学习人员根据不同的提升速度图进行编程控制，改变提升容器的运行方式并进行学 习，熟练模拟装置的操作过程。2)手动运行模式，该模式下提升容器的运行方式为按下启动按钮后按照设定的 加速度开始加速，在运行过程中可随时按下停止按钮使提升容器停止运行，再次按下启动 按钮时，系统恢复运行，当提升容器的位置通过了减速点开关后，按下启动按钮时，系统按 照爬行速度运行。在手动运行模式下，系统的控制方式可采用启动按钮或停止按钮直接与提升电机 相连，直接控制提升电机的停止与启动，提升电机通过变频调速器与PLC相连，由于PLC具 有记忆功能，使得停止运行后再次启动，系统仍能够按照预设速度和程序继续运行。3)检修运行模式，该模式为点动模式，提升容器的速度被限制在爬行速度，由PLC 控制变频调试器电路的工作方式，进而控制提升电机点动运行。2、矿井提升机特殊功能的模拟为了保障矿井提升机的安全运行，需按照《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)中 对提升机的运行以及保护系统等作了特殊的规定，对于不能满足规定的矿井提升机不能投 入运行，下面利用该模拟装置对《规程》中的主要保护过程进行模拟。1)过卷保护过程的模拟，《规程》中规定，当提升容器超过正常停车终端位置0. 5m时必须能自动断电。该模拟装置实现上述操作过程的方法是，在与模拟井道相对应的检测信号面板上 设置有上行过卷开关和下行过卷开关(统称为过卷开关)，这两个开关分别位于上水平停 车开关的上方和下水平停车开关的下方，当提升容器到达这两个开关的位置时，即出现过 卷的情况时，过卷开关动作，将指示提升容器出现过卷情况的信号发送给PLC，PLC通过指 令触发自身内部的继电器，由继电器发出信号到变频调速器，使其控制提升电机停止转动， 进而实现过卷保护的功能。2)过速保护过程的模拟，《规程》中规定，当提升容器的提升速度超过最大速度的 15%时，必须能够自动断电。该模拟装置实现上述操作过程是通过设置在提升电机轴端的编码器实现，通过 PLC的高速计数器端口对编码器发送的脉冲进行计数，计算出提升容器的实际运行速度，并 与模拟装置设定的最大允许运行速度进行比较，当实际运行速度超出最大速度的15%时自 动停止运行，系统的控制过程和过卷保护的控制过程类似，即PLC发送信号的到变频调速 器，使其控制提升电机停止转动，完成过速保护功能。3)限速保护过程的模拟，《规程》中规定，当提升容器的提升速度超过3m/s的提升 机必须设置限速保护装置，并且提升容器到达停车位置时速度不得超过2m/s。本实施例的模拟装置实现限速保护的过程是，通过PLC的高速计数器端口对编码 器发送的脉冲进行计数，计算出提升容器的实际运行位置，当提升容器接近停车位置时，将 实际运行速度与设定的最大允许速度进行比较，当实际运行速度超过井口位置最大允许速 度时，由PLC控制提升电机自动停止运行，模拟装置停车断电。4)减速保护过程的模拟，《规程》中规定，当提升容器到达系统设计的减速位置时， 能示警并开始减速。该模拟装置实现减速保护的模拟可以通过以下两个途径实现①通过PLC的高速计数器端口对编码器发送的脉冲进行计数，计算出提升容器的 运行位置，当到达设计减速位置后，由PLC控制报警单元动作，发出减速报警并控制提升电 机开始减速。②利用设置在与模拟井道对应的检测信号面板上的上行减速开关和下行减速开 关(统称为减速开关)，当提升容器运行到减速开关位置时，开关动作，向PLC发出需减速的 信号，之后由PLC控制报警单元报警并开始减速。当然，在电路设计时，也可以由减速开关 直接控制报警单元报警，由PLC控制变频调速装置，进而控制提升电机开始减速，具体选用 哪种方式可由操作人员自己设计。5)摩擦式矿井提升机的滑绳保护，摩擦式提升机是靠驱动滚筒的摩擦力传递力 矩，进而控制提升容器的动作，当出现超负荷或者卡罐(即罐笼卡在井道中不能动作)故障 时，就会造成驱动滚筒与主绳(即图1中的曳引绳)之间产生滑动，即滑绳现象。滑绳现象 是一种非常危险的事故，轻则磨损绳衬，损坏驱动滚筒，重则磨断主绳造成提升容器坠井， 因此，滑绳保护功能对于摩擦式矿井提升机是至关重要的。该模拟装置的滑绳保护功能是通过由PLC将编码器测得的提升电机的运行速度 与测速发电机反馈的提升容器的速度进行对比来实现的，由于测速发电机与驱动滚筒直接 相连，因此测速发电机反馈的速度即为提升容器的速度，也就是主绳的速度。当根据编码器向PLC反馈的提升电机的速度信号值与测速发电机向PLC反馈的速度信号值的差值大于系 统设定的滑绳的最大值时，该模拟装置自动停车并发出报警信号，其中停车报警的控制方 式与上面描述类似，这里不再赘述。6)位置校核和同步的模拟①同步。为了保证运行过程中，提升容器位置的计算值与实际位置值的误差最小， 在每一次提升过程结束后都要对计算位置进行一次同步，本实施例中同步功能通过上水平 停车开关和下水平停车开关(统称停车开关)控制实现。当停车开关动作后，与停车开关相 连的PLC自动写入设定的停车位置(即停车开关的位置，也就是提升容器停车实际位置)， 将计算值更改为实际位置值，从而实现计算值与实际位置保持同步。本领域技术人员可以理解，理论上，同步过程也可通过其他方式实现，如选用其他 位置检测开关均可，在提升容器经过其他位置检测开关时，开关动作后，系统自动写入设定 的检测开关的位置，将计算值更改为实际位置值，以实现计算值与实际位置的同步，具体选 择哪些开关位置进行同步，需根据模拟装置的实际情况和系统工作情况决定，但不论如何 选择，都在本实用新型实施例的保护范围之内。②位置、速度的校核。为了检查在提升机运行过程中的PLC计算得出的提升容器 的位置的计算值与实际位置的误差是否在允许范围之内，以便确保系统能够及时的发出减 速信号，在提升容器运行至减速点之后要对计算得出的提升容器的位置和速度进行一次校 核，如果位置误差超过误差允许范围或实际提升速度没有及时减下来，系统将自动停车并 发出报警。其中，位置误差的判断可通过将上水平减速开关和下水平减速开关(统称为减速 开关)的实际位置，与PLC计算得出的提升容器的运行位置进行比较，得出位置误差，与允 许的误差范围进行比较判断；速度的校核方式可通过提升容器经过减速开关位置后，PLC 计算得出的减速后的实际的提升速度与减速前的实际提升速度进行比较，如果减速后的提 升速度较减速前没有发生变化，或减速后的提升速度曲线与预设的减速后的速度曲线的误 差超过允许范围，则由PLC控制提升电机停止转动，报警单元示警。7)罐笼门关闭信号与提升机运行指令联锁功能的模拟。当提升容器的罐笼门处于 打开状态或者未关闭到位时，提升系统无法发出运行指令。下面结合本实施例的模拟装置 的罐笼门控制系统对此项功能的模拟过程进行说明。罐笼门控制单元结构如图5所示，图中各标号分别表示41、门电机；42、门拉绳； 43、罐笼门；44、罐笼；45、门到位开关；46、排线、47、关门指示灯；48、开门指示灯。本实施例的罐笼门控制单元包括与罐笼门相连的门传动装置，与所述门传动装 置相连的门电机，以及与所述门电机相连的门控电路，用于通过控制门电机的转动方向控 制罐笼门的开合，还包括设置于所述罐笼门的门到位开关，用于检测罐笼门的开闭状态。其 中，本实施例中的门传动装置为与罐笼门43和门电机41相连的门拉绳42，门电机41、门到 位开关45、开门指示灯47以及关门指示灯48均通过排线46与PLC相连，由PLC控制各元 件的工作状态。本实施例中的罐笼模型采用单开门的形式，门电机为直流电机，通过门电机 的正反转的控制来实现罐笼门的开闭。本实施例公开的门控电路的电路图如图4所示，罐笼门开合的控制过程为当PLC 输出信号至线圈IJl和1J2时，可控制门电机正转，在图5中表示为顺时针旋转，之后由门电机的转动带动门拉绳缠绕在门电机上，门拉绳缩短，进而打开罐笼门，由PLC控制开门指 示灯亮，罐笼门在打开状态时，门到位开关处于断开状态；当PLC输出信号至线圈2J1和 2J2时，可控制门电机反转，在图5中表示为逆时针旋转，之后由门电机的转动带动门拉绳 逐渐恢复，进而关闭罐笼门，如果关门不到位，开门指示灯不能熄灭，关门指示灯不亮，且门 到位开关就不能闭合，也就不能将指示已经关门的信息传递给PLC，则PLC未收到已关门的 指令，就不能发送信息到变频调速器控制提升电机运行，即提升电机不能运行，进而实现了 罐门关闭信号与运行指令的联锁。需要说明的是，门控电路的电路图包括但不限于本实施例公开的方案，只要能实 现控制门电机正反转的作用即可，并且开、关门指示灯的位置设计也并非局限于本实施例 公开的情况，只要与电路相配合实现相应的功能即可。3、对模拟故障排查功能的说明本实施例公开的模拟装置设置该功能的主要目的是为了培训学习人员排查并解 决系统故障的能力，使学习人员能够更熟练的掌握真实的矿井提升机的硬件和软件结构， 因此，故障排查分为硬件故障排查和软件故障排查两类。进行此项训练时首先根据原理图 将外围设备接好线，并预先设置好控制程序，测试模拟装置工作正常无误后，再人为设置故 障点。最后给学习人员说明装置的控制过程，让其根据当前的故障现象判断故障原因并排 除故障，恢复系统正常运行。①硬件故障。在PLC的外围元器件中设置故障，使电源、位置检测开关、输入按钮、 指示灯、转换开关、变频调速器等处的接线断线、错接或虚接等，学习人员根据当前的故障 现象判断故障原因并排除故障，恢复系统正常运行。②软件故障。在预先设置的程序中设置故障，让学习人员根据当前的故障现象修 改程序，恢复系统的正常运行。本实用新型实施例公开的矿井提升机仿真模拟装置，在结构和功能上对真实的摩 擦式矿井提升机进行了最大限度的模拟，能够模拟摩擦式矿井提升机的工作过程和工作方 式，针对性很强，学习人员可亲自动手编辑控制程序并进行控制过程的模拟，进而使学习人 员更好的利用该装置学习矿井提升机的控制过程，安全保护原理及维护技巧等，有利于培 养矿井提升机操作方面的专业技术人才。由于该模拟装置采用网板制作，可任意组装元器件，以实现其他控制方式的需求， 而且，该模拟装置本身还具有普通电梯的运行控制功能，可通过接线的调整和外部开关的 任意组合的方式来模拟电梯的运行控制，因此，该模拟装置还具有扩展性和极高的通用性。本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示 信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流或其组
合 O专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元 及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和 软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些 功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业 技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应 认为超出本实用新型的范围。[0102]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执 行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存 储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术 领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种矿井提升机仿真模拟装置，其特征在于，包括 框架；设置于所述框架顶部的提升电机；设置于所述提升电机轴端的编码器；与所述提升电机相连的调速装置、驱动滚筒和罐笼模型；与所述驱动滚筒相连的测速发电机；与所述测速发电机相连的平衡对重；与所述罐笼模型相连的罐笼门控制单元，用于控制所述罐笼门的开合； 模拟井道以及设置于所述模拟井道的检测信号面板；设置于所述检测信号面板的位置检测开关，用于检测所述罐笼模型的运行位置； 报警单元；与上述各单元相连的控制单元，用于控制所述模拟装置各部件的工作状态，以完成对 矿井提升机各种控制过程的模拟。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述提升电机为三相异步电动机。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述编码器为增量式轴角编码器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调速装置为变频调速器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述罐笼门控制单元包括 与罐笼门相连的门传动装置；与所述门传动装置相连的门电机；与所述门电机相连的门控电路，用于通过控制门电机的转动方向控制罐笼门的开合。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述罐笼门的门到位开关， 用于检测所述罐笼门的开闭状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述位置检测开关和/或门到位开关为磁感应开关。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，按照从所述模拟井道的顶部到底部的顺 序，所述位置检测开关依次为上行过卷开关、上水平停车开关、上行位置检测开关、上行减 速开关、下行减速开关、下行位置检测开关、下水平停车开关和下行过卷开关。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制单元为可编程控制器PLC，所述 PLC接收所述磁感应开关和/或编码器的信号后，向变频调速器发送相关指令，控制所述提 升电机的运行状态，以及通过接收所述磁感应开关的信号，控制所述提升电机的运行状态。
10.根据权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于，还包括与控制单元相连的外部 主令装置和外部显示装置。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种矿井提升机仿真模拟装置，包括框架；提升电机；设置于所述提升电机轴端的编码器；与所述提升电机相连的调速装置、驱动滚筒和罐笼模型；测速发电机；平衡对重；罐笼门控制单元，用于控制罐笼门的开合；设置于模拟井道的检测信号面板；设置于检测信号面板的位置检测开关，用于检测罐笼模型的运行位置；报警单元；与上述各单元相连的控制单元，用于控制该模拟装置各部件的工作状态，使该模拟装置完成对矿井提升机各种控制过程的模拟。本实用新型实施例在硬件配置和结构上都对真实的摩擦式矿井提升机进行了仿真模拟，使学员学习矿井提升机的控制过程，安全保护原理及维护技巧等。
文档编号G09B25/02GK201788618SQ201020237278
公开日2011年4月6日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者古峰, 吕现传, 吴文明, 周庆莲, 宫志杰, 李继才, 杨立民, 赵增玉, 邓雪翔, 闫广, 马刚 申请人:兖州煤业股份有限公司