一种制动力反馈自动调整控制系统及控制方法与流程

本发明属于矿山提升设备防滑绳溜车保护装置技术领域，具体涉及一种制动力反馈自动调整控制系统及控制方法。

背景技术：

在矿山立井提升系统中，防滑绳溜车保护装置是摩擦提升系统预防滑绳、溜车事故的最终保护装置，是摩擦提升系统安全防护的重要组成部分。当防滑绳溜车保护装置进行制动保护时，要求产生准确、恒定的缓冲制动力，使提升系统以一定的减速度平稳停止。

在制动过程中，提升绳尺寸、表面状况、机械误差等因素均会使制动力产生波动，从而造成制动力不准确，制动过程不稳定。目前防滑绳溜车保护装置的控制系统只具有判断和执行功能，即对提升机滑绳溜车的状态进行判断、对防滑绳溜车保护装置的动作进行启停。无法对制动过程中的制动力和制动效果进行检测和反馈，更无法对制动力进行实时调整和控制。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种制动力反馈自动调整控制系统及控制方法，可以在制动过程中对制动力和制动效果进行检测和反馈，实时调整和控制制动力，从而达到准确、平稳制动提升绳的目的。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种制动力反馈自动调整控制系统，提升机转轴上安装有旋转编码器ⅰ，提升机的导向轮上安装有旋转编码器ⅱ和角加速度传感器，位于提升机转轴两侧的提升绳均从防滑绳溜车保护装置穿过，所述防滑绳溜车保护装置的机架上安装有位置传感器，所述防滑绳溜车保护装置的机械手上安装有位移传感器，所述防滑绳溜车保护装置与液压泵站间的液压回路上安装有压力传感器ⅰ；提升机的盘型闸制动系统的液压回路上设有压力传感器ⅱ，绞车滚筒摩擦衬垫上设有红外温度传感器；旋转编码器ⅰ、旋转编码器ⅱ、角加速度传感器、位置传感器、位移传感器、压力传感器ⅰ、压力传感器ⅱ和红外温度传感器均与plc可编程序控制器信号连接，plc可编程序控制器还与控制机械手动作的电机启停控制器ⅰ、控制机械手内卡楔动作的电机启停控制器ⅱ、液压泵站的液压阀门控制器和防滑绳溜车保护装置的故障报警器信号控制连接。

本发明还提供了一种制动力反馈自动调整控制系统的控制方法，采用上述的制动力反馈自动调整控制系统，工作时，旋转编码器ⅰ和旋转编码器ⅱ将检测到的提升机的滚筒与导向轮的转速参数传送至plc可编程序控制器内，plc可编程序控制器对两个转速进行比较：

当提升机的滚筒与导向轮的转速偏差小于设定值时，判定提升系统运行正常，防滑绳溜车保护装置不动作；

当提升机的滚筒与导向轮的转速偏差大于或等于设定值时，同时伴随着红外温度传感器检测到摩擦衬垫的温度明显的升高，判定提升系统发生滑绳情况，或者当压力传感器ⅱ检测到压力接近0，但是旋转编码器ⅰ和旋转编码器ⅱ检测到的提升机的滚筒与导向轮的转速持续存在，判定提升系统发生溜车情况；此时，防滑绳溜车保护装置需要对提升系统进行制动；

当plc可编程序控制器判定防滑绳溜车保护装置工作异常，向故障报警器发出报警信号。

进一步地，当防滑绳溜车保护装置进行制动时，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅰ和电机启停控制器ⅱ发出启动信号；

电机启停控制器ⅰ接收到plc可编程序控制器发出的启动信号后，机械手开始动作，防滑绳溜车保护装置的机械手平移就位，当plc可编程序控制器接收到位置传感器发出的机械手到位信号后，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅰ发出停止信号；

电机启停控制器ⅱ接收到plc可编程序控制器发出的启动信号后，机械手内卡楔卡绳制动，位移传感器检测卡楔下降距离，压力传感器检测液压回路压力，并将参数信号实时传送至plc可编程序控制器，经plc可编程序控制器转换成实时制动力数据；同时，plc可编程序控制器实时接收角加速度传感器的参数信号，与设定值范围进行比较：当参数信号在设定值范围内时，判定机械手制动正常；当参数信号大于最高设定值时，判定机械手制动力偏大，plc可编程序控制器对液压泵站的液压阀门控制器发出开启信号，使机械手制动力减小；当参数信号小于最低设定值时，判定机械手制动力偏小，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅱ发出启动信号，使机械手制动力增大。

本发明的有益效果是：当防滑绳溜车保护装置对提升系统进行制动时，本发明可以对制动力和制动效果进行实时检测、反馈，并根据计算、分析结果，对制动力进行实时调整和控制，从而使防滑绳溜车保护装置持续提供准确、稳定的制动力，保证提升系统在出现滑绳、溜车情况时能够平稳制动、停止。

附图说明

图1为本发明传感器在提升系统内的安装位置图；

图2为本发明传感器在防滑绳溜车保护装置上的安装位置图；

图3为本发明控制系统结构框图；

图4为本发明控制流程框图；

图1中，1-1、旋转编码器ⅰ，1-2、提升机，1-3、提升绳，1-4、防滑绳溜车保护装置，1-5、角加速度传感器，1-6、旋转编码器ⅱ，1-7、导向轮，1-8、提升容器，1-9、盘型闸制动系统，1-10、压力传感器ⅱ，1-11、红外温度传感器，2-1、机架，2-2、位置传感器，2-3、位移传感器，2-4、卡楔，2-5、机械手，2-6、压力传感器ⅰ，2-7、液压泵站。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图4所示，一种制动力反馈自动调整控制系统，提升机1-2转轴上安装有旋转编码器ⅰ1-1，旋转编码器ⅰ1-1用于检测提升机1-2滚筒的转速。提升机1-2的导向轮1-7上安装有旋转编码器ⅱ1-6和角加速度传感器1-5，旋转编码器ⅱ1-6用于检测导向轮1-7的转速，角加速度传感器1-5用于检测导向轮1-7旋转的角加速度，从而计算出提升绳1-3运行的直线加速度。位于提升机1-2转轴两侧的提升绳1-3均从防滑绳溜车保护装置1-4穿过，提升绳1-3上连接有提升容器1-8，所述防滑绳溜车保护装置1-4的机架2-1上安装有位置传感器2-2，位置传感器2-2用于检测机械手2-5的移动位置。所述防滑绳溜车保护装置1-4的机械手2-5上安装有位移传感器2-3，位移传感器2-3用于检测机械手2-5内卡楔2-4的上下升降距离。所述防滑绳溜车保护装置1-4与液压泵站2-7间的液压回路上安装有压力传感器ⅰ2-6，压力传感器ⅰ2-6用于检测机械手2-5侧向压力，从而计算出机械手2-5产生的制动力。提升机1-2的盘型闸制动系统1-9的液压回路上设有压力传感器ⅱ1-10，压力传感器ⅱ1-10用于检测盘型闸是否投入制动，为是否发生溜车事故的判断提供条件。绞车滚筒摩擦衬垫上设有红外温度传感器1-11，红外温度传感器1-11用于检测摩擦衬垫的温度变化，辅助判断滑绳事故是否发生。旋转编码器ⅰ1-1、旋转编码器ⅱ1-6、角加速度传感器1-5、位置传感器2-2、位移传感器2-3、压力传感器ⅰ2-6、压力传感器ⅱ1-10和红外温度传感器1-11均与plc可编程序控制器信号连接，plc可编程序控制器还与控制机械手2-5动作的电机启停控制器ⅰ、控制机械手2-5内卡楔2-4动作的电机启停控制器ⅱ、液压泵站2-7的液压阀门控制器和防滑绳溜车保护装置1-4的故障报警器信号控制连接。plc可编程序控制器对各传感器采集的信号进行转化、计算、分析，根据预置程序对各执行控制器发出控制信号。所述的电机启停控制器ⅰ用于防滑绳溜车保护装置1-4的机械手2-5平移电机的启停控制。所述的电机启停控制器ⅱ用于机械手2-5内卡楔2-4升降电机的启停控制。所述的液压阀门控制器用于液压泵站2-7上液压阀门的开闭控制。所述的故障报警器用于防滑绳溜车保护装置1-4工作异常时的报警指示。

本发明还提供了一种制动力反馈自动调整控制系统的控制方法，如图3和图4所示，工作时，旋转编码器ⅰ1-1和旋转编码器ⅱ1-6将检测到的提升机1-2的滚筒与导向轮1-7的转速参数传送至plc可编程序控制器内，plc可编程序控制器对两个转速进行比较：

当提升机1-2的滚筒与导向轮1-7的转速偏差小于设定值时，判定提升系统运行正常，防滑绳溜车保护装置1-4不动作；

当提升机1-2的滚筒与导向轮1-7的转速偏差大于或等于设定值时，同时伴随着红外温度传感器1-11检测到摩擦衬垫的温度明显的升高，判定提升系统发生滑绳情况，或者当压力传感器ⅱ1-10检测到压力接近0（盘型闸投入制动），但是旋转编码器ⅰ1-1和旋转编码器ⅱ1-6检测到的提升机1-2的滚筒与导向轮1-7的转速持续存在，判定提升系统发生溜车情况；此时，防滑绳溜车保护装置1-4需要对提升系统进行制动；

当plc可编程序控制器判定防滑绳溜车保护装置1-4工作异常，向故障报警器发出报警信号。

当防滑绳溜车保护装置1-4进行制动时，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅰ和电机启停控制器ⅱ发出启动信号；

电机启停控制器ⅰ接收到plc可编程序控制器发出的启动信号后，机械手2-5开始动作，防滑绳溜车保护装置1-4的机械手2-5平移就位，当plc可编程序控制器接收到位置传感器2-2发出的机械手2-5到位信号后，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅰ发出停止信号；

电机启停控制器ⅱ接收到plc可编程序控制器发出的启动信号后，机械手2-5内卡楔2-4卡绳制动，位移传感器2-3检测卡楔2-4下降距离，压力传感器2-6检测液压回路压力，并将参数信号实时传送至plc可编程序控制器，经plc可编程序控制器转换成实时制动力数据；同时，plc可编程序控制器实时接收角加速度传感器1-5的参数信号，与设定值范围进行比较：当参数信号在设定值范围内时，判定机械手2-5制动正常；当参数信号大于最高设定值时，判定机械手2-5制动力偏大，plc可编程序控制器对液压泵站2-7的液压阀门控制器发出开启信号，使机械手2-5制动力减小；当参数信号小于最低设定值时，判定机械手2-5制动力偏小，plc可编程序控制器对电机启停控制器ⅱ发出启动信号，使机械手2-5制动力增大。