专利名称：固定运输设备电子速度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型用于固定运输设备特别是矿山提升设备中，作为等速和减速阶段的速度控制之用。
现广泛应用的速度控制装置有两类。一是由设备主传动系统通过蜗轮蜗杆等减速机构带动一个凸轮板，该凸轮板的外缘在运行中反映设计速度随运行距离而变化的关系，由凸轮板带动电位计或电位计发电机进行速度给定，或者由凸轮板带动自整角机进行给定；另一类设备是按时间而不是按行程变化的给定装置，即所谓给定积分器，其给定信号按设计速度图速度与时间的关系而变化〔《煤矿电工手册》三分册第六专集，“提升机电力拖动(交流部份)”，P6－2－142～P6－2－150，煤炭工业出版社，1980年8月第1版〕。前一类设备不能满足多水平提升要求，而且单水平应用也制作调试麻烦，费材耗能，精度较差并有相当的维护量。后一类设备不是按实际行程给定，因而不直接，不宜于作为限速保护用。
目前已有两种能用于多水平提升的速度控制器，其中之一是国内引进生产的带电磁离合器控制的凸轮板机械系统，但制造较复杂、设备材料多、投资较大、安装调试维护较困难；另一种是数字式电子速度控制器，如煤炭科学研究院常州自动化研究所引进国外技术开发的“矿井提升机行程控制器”，是微型机化的数字式多功能速度与行程给定装置，但价格昂贵，可靠性差，难于在中、小型运输设备中推广应用。
“ISR”杂志1975.2，第52面至55面，公开了一种用于架空索道的采用模拟电子技术的控制装置。其理论根据是，容器的运行距离S为其速度V对时间t的积分，即S＝∫Vdt；一般设计容器的减速度为一恒值－a，故要求的理论速度Vr与减速度－a，行程S及其初速度Vo(恒速运行时的速度，对一定的设备而言是一定值)有以下关系V2r＝V2o－2as或V2o＝V2r＋2as。该装置的原理图如
图1所示，放大器A1作成积分器，进行S＝∫Vdt计算，放大器A2进行2as计算，A3进行抛物线V2计算，A4求和，进行V2＋2as计算。当A4输出超过规定的某一值时，便带动开关装置(K)控制主传动系统减速。本装置的优点是线路简单、价格低廉、精度高、无机械磨损等，但它只能作为恒速和减速阶段的连续限速保护之用，并只限于有等减速度速度图的运输设备。
本实用新型的任务是改善上述模拟电子控制装置，使其既能作限速保护同时又提供速度给定信号并能广泛地应用于固定运输设备特别是矿山提升机上。
解决任务的办法如图2方框图所示，积分器(1)进行速度V对时间t的积分，得出运行距离S；模拟计算器(2)根据S进行速度图要求的Vr＝f(s)计算，得出的是理论速度V∫r而不是如图1所示的某个中间值2a∫Vdt。这样Vr便能作为速度给定信号，同时它又可与实际速度V通过比较器(3)进行比较，当V大于Vr加上现行规程允许的偏差△值，即V＞Vr＋△时，(3)便输出阶跃信号Xj，Xj启动开关装置(K)进行限速。
一般运输设备速度图，其减速阶段均采用恒减速度且多需爬行一段距离后再停车。因此当减度为－a时就有V2r＝V2o－2as，而
Vr=V02-2as]]>。有爬行阶段时，当行程达到速度图要求开始爬行的某一段距离So时，其速度应为爬行速度Vrp，一般要求Vrp≤0.5米／秒。令一个运输过程的全行程为Sq，则有关系式当S0＜S＜Sq时，Vr＝f(s)＝Vrp。本实用新型根据上述一般情况下的关系，有如图(3)所示的特征减速开关常开触头J1接入相应运行速度V的电位，其常闭触头J2在积分器(1)输出端连接电位u0(相应于初速度Vo的平方)，调节其积分时间RC及u0来模拟运算关系式V2o－2a∫vdt。开方器(2－2)模拟运算V02-2afvdt]]>。减速前J2是闭合的，这时开方器(2－2)有输入u0，故经模拟计算其输出便为Vr＝
＝V0，实现恒速时的速度给定及其限速保护。速度图有爬行要求时，利用二极管D钳位，实现当S0＜S＜Sq时，Vr＝Vrp。
本实用新型的进一步特征是，装设两只分别测量V和Vr的电平表Vs和Vrs及一个供试验用的开关S1，既可方便司机正常操作时观察设备的运行速度和给定速度，又可方便检查和维修。
为了较直观地显示速度，本实用新型还设有多个比较器(4)、(5)、(6)等，将相应V的电位和按大小顺序高速好的电位V4、V5、V6等进行比较，当V分别大于V4、V5、V6等时，(4)、(5)、(6)等分别有输出，于是燃亮各自装在面板上的发光二极管LED4、LED5、LED6等。本实用新型可将上述全部元器件装在一个盒内及其面极上，形成一个单独的完整设备；也可根据所用的电控系统的实际情况作成一个插件或分成几个部件直接装入其有关屏柜内。
使用本实用新型电子速度控制器，可实现常用的凸轮板机械系统难以实现的多水平提升限速保护及速度给定；同时较原凸轮板系统简单、精确、调试维护容易，节省材料、能源和占地面积，因而在单水平等类似运输系统中也可取代凸轮板系统。与目前开始使用的数字式电子速度控制器相比，线路简单、成本低廉。
本文件共有三张附图图1、已公共的模拟电子速度控制装置；图2、本实用新型方框图；图3、本实用新型实施例原理图。
从图3可以看出，当设备稳速运行时，减速开关常闭触头J2闭合，相应于额定稳速V0的平方的模拟电位u0加入开方器(2－2)上，其输出相应为V0，即给定速度为V0；同时与V通过比较器(3)进行比较。若V超过规定的偏差值△和V0之和，则(3)输出Xj启动开关装置(K)进行限速保护。这时V为设备稳速运行状态下的实际速度，因而其相应电位大于所有的V4、V5、V6等，故比较器(4)、(5)、(6)等均有输出，各自的LED4、LED5、LED6等均燃亮，显示设备正在全速运行。两只表示V和Vr的电平表也均显示全速状态。
当设备开始减速时，减速开关的常开触头J1闭合，积分器(1)被输入V而开始积分；J2打开，(1)的输出在初始值为u0的基础上输出积分结果，该结果经(2－2)开方得出Vr；Vr一方面供速度给定用，另一方面与V通过(3)比较进行限速保护。图中虚线所框部份为当设备速度图有爬行阶段时才有，系利用二极管的钳位作用以实现当So＜S＜Sq时，Vr＝f(s)＝Vrp。随着V的减少，V依次逐步小于V4、V5、V6等，使LED4、LED5、LED6等逐渐熄灭；当V＝0，则LED4、LED5、LED6等等全部熄灭，表示速度已降至零。
当司机将试验开关S1由运行位置置于试验位置时，积分器(1)便输入了一个阶跃信号us，司机可通过电平表Vrs指针随时间的变化状况来对设备的性能进行定性的检查。
权利要求1.一种用于固定运输设备，特别是矿山提升设备的电子速度控制器，它有一个积分器(1)，把设备的运行速度V对时间t积分得出运行距离S，一个模拟计算器(2)。其特征在于计算器(2)根据运输速度图中理论速度Vr与运距S的关系Vr=f(s)计算，得出Vr值；Vr与V通过比较器(3)进行比较，使当V超过Vr与现行规程允许的偏差值△之和，即V＞Vr+△时，比较器(3)输出阶跃信号Xi，Xi启动开关装置(K)进行限速保护；同时Vr可供作速度给定信号。
2.根据权利要求1的速度控制器，其特征是利用调节积分器(1)积分的初始值u0及其积分时间RC实现设备恒减速运行时，初始速度V0与减速度－a和运距S的模拟计算，V20－2a∫vdt；利用开方器(2－2)实现V2-2afvdt]]>运算；当有爬行阶段时，利用二极管D钳位实现行程S达速度图要求进入爬行的距离S0后即S在从So至一个运输过程的全行程Sq范围内，其速度Vr为爬行速度Vrp的计算；利用减速开关常开触头J1给速度控制器输入速度V，其常闭触头J2断开u0为积分器(1)提供初始值u0；而在稳速下J2闭合，接通u0使全速下控制器仍有Vr输出进行稳速运行的给定和限速保护。
3.根据权利要求1或2的速度控制器，其特征在于，通过多个比较器(4)、(5)、(6)等，把V同按大小顺序高速好的V4、V5、V6等比较，当V分别大于V4、V5、V6等时，比较器(4)、(5)、(6)等就分别有输出，从而燃亮其各自的发光二极管LED4、LED5、LED6等，以模拟显示设备的运行速度大小。
4.根据权利要求1或2的速度控制器，其特征在于通过试验开关S1的倒换，可输入一阶跃实验信号Vs；设有两只分别测量输入速度V和输出速度Vr的电平表Vs和Vrs。
5.根据权利要求1或2的速度控制器，其特征在于，控制器所有的元器件均装在一个盒内及其面板上，形成一独立的完整设备；也可根据电控系统的实际情况作成一个插件或几个部件直接装入其有关屏柜内。
6.根据权利要求3的速度控制器，其特征在于，控制器所有的元器件均装在一个盒内及其面板上，形成一个独立的完整设备。
7.根据权利要求4的速度控制器，其特征在于，控制器所有元器件均装在一个盒内及其面板上，形成一个独立的完整设备。
专利摘要本实用新型用于运输设备特别是矿山提升机中 作速度控制用，它应用模拟电子技术，通过速度对时 间积分得出运距S，根据S由运输速度图速度与距离 的关系Vr＝f(s)模拟计算出V
文档编号B66D1/46GK2075640SQ9021798
公开日1991年4月24日 申请日期1990年8月9日 优先权日1990年8月9日
发明者黄从虎, 张庆福, 张永庆, 杨筱庆 申请人:煤炭工业部重庆煤矿设计研究院