矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法，该方法能够通过检测转速传感器信号、压力传感器、电压传感器信号和系统开关信号，实现传送带驱动控制、势能回收储能控制、势能回收发电控制、电压并网输出控制和系统制动控制，将矿料的重力势能回收并转化为发电机的电能，从而实现矿料重力势能的回收利用，达到节能减排的目的。
【专利说明】矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电装置的控制方法，更确切的说是一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法。
【背景技术】
[0002]在矿山开采、矿料的选用和加工时，矿料在自上而下的输送过程中，随着传送带上矿料的增多，矿料本身的重力沿传送带方向上的分力逐渐增大，使传送带拉动滚筒加速旋转，这样就可以将矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电。在矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电的过程中，由于传送带上矿料数量、传送带速度的变化，需要进行发电过程控制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种在矿料传送速度和传送载荷变化时既能满足矿料传送运输要求又具有发电功能、可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法。
[0004]其技术方案为:一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法，所述矿料传送带重力势能液压回收发电装置包括驱动滚筒、传送带、发电滚筒、传送带驱动模块、重力势能发电模块、电控单元、系统开关、转速传感器、压力传感器、电压传感器，其特征在于所述控制方法按照以下步骤进行:
步骤1、检测转速传感器信号、压力传感器信号、电压传感器信号、系统开关信号；
步骤2、判断是否需要传送带驱动控制:当电控单元检测到系统开关的触点闭合时，判断为需要进行传送带驱动控制，进行步骤3 ;否则，当电控单元检测到系统开关的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤11 ;
步骤3、传送带驱动控制:电控单元提供制动器线圈高电平，制动器停止制动，同时提供第二继电器电磁线圈高电平，第二继电器电磁线圈通电，第二继电器触点闭合，接通三相异步电动机，再通过第一传动箱带动驱动滚筒转动，从而实现传送带的驱动控制；
步骤4、判断第二传动箱输出轴的转速η是否大于三相异步电动机的停止驱动转速n2:当电控单元检测到转速传感器的转速η大于停止驱动转速n2时，判断为可以进行势能回收，进行步骤5 ;否则，当电控单元检测到转速传感器的转速η不大于停止驱动转速η2时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤I ;
步骤5、势能回收储能控制:电控单元提供第一电磁换向阀电磁线圈高电平，第一电磁换向阀电磁线圈通电，使第一电磁换向阀关闭，液压泵的泄流回路关闭，同时，电控单元提供第二继电器电磁线圈低电平，断开第二继电器触点；
步骤6、判断第二传动箱输出轴的转速η是否小于液压泵停止势能回收的最低转速nl:当电控单元检测到转速传感器的转速η小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为需要停止势能回收，进行步骤3 ;否则，当电控单元检测到转速传感器的转速η不小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为可以继续回收势能，进行步骤7 ;
步骤7、判断液压泵出油口的液压力P是否大于系统允许发电的最低液压力pO:当电控单元检测到压力传感器的液压力P大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为可以进行发电控制，进行步骤8 ;否则，当电控单元检测到压力传感器的液压力P不大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为未达到发电控制要求，进行步骤I ;
步骤8、势能回收发电控制:电控单元提供第二电磁换向阀电磁线圈高电平，第二电磁换向阀电磁线圈通电，使第二电磁换向阀打开，液压马达带动三相交流发电机发电；
步骤9、判断三相交流发电机的输出电压是否大于系统允许输出的最低电压uO:当电控单元检测到电压传感器的电压信号大于系统允许输出的最低电压uO时，判断为允许三相电压并网输出，进行步骤10;否则，当电控单元检测到电压传感器的电压信号不大于系统允许输出的最低电压uO时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤I ;
步骤10、电压并网输出控制:电控单元提供第一继电器电磁线圈高电平，第一继电器电磁线圈通电，使第一继电器触点闭合，将三相交流发电机的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤I ;
步骤11、系统制动控制:电控单元提供制动器线圈低电平，制动器动作，制动驱动滚筒，同时，电控单元断开第一继电器触点和第二继电器触点并回位第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，从而实现系统制动控制。
[0005]为实现上述控制方法的矿料传送带重力势能液压回收发电装置，包括驱动滚筒、传送带、发电滚筒、系统开关、转速传感器、压力传感器、电压传感器、传送带驱动模块、重力势能发电模块、电控单元。
[0006]所述驱动滚筒用于驱动传送带运转；所述传送带用于运送矿料；所述发电滚筒用于驱动重力势能发电模块运行；所述系统开关用于控制系统的驱动或制动状态。
[0007]所述转速传感器用于测定液压泵传动轴的转速，其检测信号送入电控单元，安装在第二传动箱输出轴上；所述压力传感器用于测定液压泵出油口液压力，其检测信号送入电控单元，其液压接口安装在液压泵的回油路上；所述电压传感器用于测定三相交流发电机的输出电压，其检测信号送入电控单元，安装在三相交流发电机的输出端。
[0008]所述传送带驱动模块包括第一传动箱、第二传动箱、制动器、单向离合器、三相异步电动机和第二继电器触点；其中，第一传动箱与驱动滚筒连接，第二传动箱与发电滚筒连接，第二继电器触点连接电网与三相异步电动机。
[0009]所述重力势能发电模块包括液压泵、电磁换向阀、液压蓄能器、单向阀、溢流阀、调速阀、液压马达、三相交流发电机、第一继电器触点；其中，第一电磁换向阀和第二电磁换向阀均为二位二通阀，电控单元控制第一电磁换向阀电磁线圈和第二电磁换向阀电磁线圈电流的通断；液压蓄能器与单向阀的出油口连通，用于贮存系统液压能和衰减液压泵产生的压力脉动；调速阀安装在第二电磁换向阀的出油口，用于控制供给液压马达的流量保持恒定；溢流阀的进油口与第二电磁换向阀的进油口连接，当液压泵出油口液压力过大时，溢流阀开启，多余流量溢回油箱，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达的进口压力保持恒定。
[0010]所述电控单元的各信号输入端分别连接有系统开关、转速传感器、压力传感器和电压传感器，用于识别系统的起停、测试系统的转速、液压回路的压力、发电输出端的电压；所述电控单兀的各信号输出端分别连接有第一电磁换向阀电磁线圈、第二电磁换向阀电磁线圈、第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈和制动器的控制线圈，用于进行系统的驱动控制、发电控制、电流输出控制和停机控制。
[0011]本发明与现有技术相比，其优点是:
(1)本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法，不仅能够实现矿料的正常运送控制，而且能够协调控制重力势能发电模块和传送带驱动模块，将矿料的重力势能回收并转化为发电机的电能，从而达到节能减排的目的；
(2)本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法，可自动识别系统的运行状态，并通过电液联合控制驱动与发电时机。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例矿料传送带重力势能液压回收发电装置的结构示意图。
[0013]图2是本发明实施例矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法的流程图。
[0014]图中:1.驱动滚筒 2.传送带 3.支承滚柱 4.发电滚筒 5.矿料卸载口
6.矿料7.矿料仓8.支撑底座9.传送带驱动模块10.重力势能发电模块100.第一传动箱100a.第一传动箱低速轴100b.第一传动箱高速轴101.制动器IOla.制动器输出轴IOlb.制动器输入轴IOlc.制动器线圈102.单向离合器102a.单向离合器输出轴102b.单向离合器输入轴103.三相异步电动机104.第二继电器触点105.第二传动箱105a.第二传动箱输出轴200.液压泵201.滤油器202.第一电磁换向阀203.单向阀204.液压蓄能器205.第二电磁换向阀206.溢流阀207.调速阀208.液压马达209.油箱210.三相交流发电机212.第一继电器触点300.电控单兀301.系统开关302.转速传感器303.第一电磁换向阀电磁线圈304.第二电磁换向阀电磁线圈305.压力传感器306.电压传感器307.第一继电器电磁线圈308.第二继电器电磁线圈。
【具体实施方式】
[0015]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
[0016]如图1所示，本发明中矿料传送带重力势能液压回收发电装置，包括驱动滚筒1、传送带2、发电滚筒4、电控单元300、系统开关301、转速传感器302、压力传感器305、电压传感器306、传送带驱动模块9、重力势能发电模块10。
[0017]所述驱动滚筒I用于实现传送带驱动模块9与传动带2的动力传动；所述传送带2用于将矿料6从矿料卸载口 5运送到矿料仓7中；支承滚柱3用于支撑传送带2 ;支撑底座8用于支撑驱动滚筒I和发电滚筒4 ;所述发电滚筒4与第二传动箱105的输入轴连接，用于驱动重力势能发电模块10运行；所述系统开关301用于控制系统的驱动或制动状态。
[0018]所述转速传感器302，用于测定液压泵200的传动轴的转速，其检测信号送入电控单兀300,米用电磁感应式,安装在第二传动箱输出轴105a上；所述压力传感器305,用于测定液压泵200出油口的液压力，其检测信号送入电控单元300，其液压接口安装在液压泵200的回油路上；所述电压传感器306，用于测定从三相交流发电机210的输出电压，其检测信号送入电控单元300，安装在三相交流发电机210的输出端。
[0019]所述传送带驱动模块9包括第一传动箱100、第二传动箱105、制动器101、单向离合器102、三相异步电动机103、第二继电器触点104 ;其中，第二传动箱输入轴105a与发电滚筒4通过联轴器连接，第二继电器触点104连接电网与三相异步电动机，用于控制三相异步电动机103的起停，第一传动箱低速轴IOOa与驱动滚筒I的轴通过联轴器连接，第一传动箱高速轴IOOb与制动器101通过联轴器连接。
[0020]所述重力势能发电模块10包括液压泵200、第一电磁换向阀202、第二电磁换向阀205、液压蓄能器204、单向阀203、溢流阀206、调速阀207、液压马达208、三相交流发电机210、第一继电器触点212 ;所述重力势能发电模块10的液压控制回路由液压泵200、滤油器201、第一电磁换向阀202、单向阀203、液压蓄能器204、第二电磁换向阀205、溢流阀206、调速阀207、液压马达208和油箱209组成；其中，第一电磁换向阀201和第二电磁换向阀205均为二位二通阀，电控单元300控制第一电磁换向阀电磁线圈303和第二电磁换向阀电磁线圈304电流的通断；液压蓄能器204与单向阀203的出油口连通，用于贮存系统液压能和衰减液压泵200产生的压力脉动；调速阀207安装在第二电磁换向阀205的出油口，用于控制供给液压马达208的流量保持恒定；溢流阀206的进油口与第二电磁换向阀205的进油口连接，当液压泵200出油口液压力过大时，溢流阀206开启，多余流量溢回油箱209，则液压力不再增加，提供了过载保护，使液压马达208的进口压力保持恒定。
[0021]所述电控单元300的各信号输入端分别连接有系统开关301、转速传感器302、压力传感器305和电压传感器306，用于识别系统的起停、测试系统的转速、液压回路的压力、发电输出端的电压；所述电控单兀300的各信号输出端分别连接有第一电磁换向阀电磁线圈303、第二电磁换向阀电磁线圈304、第一继电器电磁线圈307、第二继电器电磁线圈308和制动器的控制线圈101c，用于进行系统的驱动控制、发电控制、电流输出控制和停机控制。
[0022]本发明实施例中规定如下参数:n2为三相异步电动机103的停止驱动转速，取值1500r/min, nl为液压泵200停止势能回收的最低转速，取值1400r/min，pO为系统允许发电的最低液压力，取值25Mpa，u0为系统允许输出的最低电压，取值380V。
[0023]如图2所示，本发明的矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法流程为:
步骤S100、检测转速传感器302信号、压力传感器信号305信号、电压传感器306信号、系统开关301信号；
步骤S101、判断是否需要传送带2驱动控制:当电控单元300检测到系统开关301的触点闭合时，判断为需要进行传送带2驱动控制，进行步骤S102 ;否则，当电控单元300检测到系统开关301的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤SllO ；
步骤S102、传送带2驱动控制:电控单元300提供制动器线圈IOlc高电平，制动器101停止制动，同时提供第二继电器电磁线圈308高电平，第二继电器电磁线圈308通电，第二继电器触点104闭合，接通三相异步电动机103，再通过第一传动箱100带动驱动滚筒I转动，从而实现传送带2的驱动控制；
步骤S103、判断第二传动箱输出轴105a的转速η是否大于三相异步电动机103的停止驱动转速η2:当电控单元300检测到转速传感器302的转速η大于停止驱动转速η2时，判断为可以进行势能回收，进行步骤S104 ;否则，当电控单元300检测到转速传感器302的转速η不大于停止驱动转速η2时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤SlOO ；
步骤S104、势能回收储能控制:电控单元300提供第一电磁换向阀电磁线圈303高电平，第一电磁换向阀电磁线圈303通电，使第一电磁换向阀202关闭，液压泵200的泄流回路关闭，同时，电控单元300提供第二继电器电磁线圈308低电平，断开第二继电器触点104 ；
步骤S105、判断第二传动箱输出轴105a的转速η是否小于停止势能回收的最低转速nl:当电控单元300检测到转速传感器302的转速η小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为需要停止势能回收，进行步骤S102 ;否则，当电控单元300检测到转速传感器302的转速η不小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为可以继续回收势能，进行骤S106 ；步骤S106、判断液压泵200出油口的液压力P是否大于系统允许发电的最低液压力PO:当电控单元300检测到压力传感器305的液压力P大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为可以进行发电控制，进行步骤S107 ;否则，当电控单元300检测到压力传感器305的液压力P不大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为未达到发电控制要求，进行步骤 SlOO ；
步骤S107、势能回收发电控制:电控单元300提供第二电磁换向阀电磁线圈304高电平，第二电磁换向阀电磁线圈304通电，使第二电磁换向阀205打开，液压马达208带动三相交流发电机210发电；
步骤S108、判断三相交流发电机210的输出电压是否大于系统允许输出的最低电压uO:当电控单元300检测到电压传感器306的电压信号大于系统允许输出的最低电压uO时，判断为允许三相电压并网输出，进行步骤S109 ;否则，当电控单元300检测到电压传感器306的电压信号不大于系统允许输出的最低电压uO时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤SlOO ；
步骤S109、电压并网输出控制:电控单元300提供第一继电器电磁线圈307高电平，使第一继电器触点212闭合，将三相交流发电机210的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤SlOO ；
步骤SI 10、系统制动控制:电控单元300提供制动器线圈IOlc低电平，制动器101动作，制动驱动滚筒1，同时，电控单元300断开第一继电器触点212和第二继电器触点104并回位第一电磁换向阀202和第二电磁换向阀205,从而实现系统制动控制。
[0024]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属【技术领域】普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种矿料传送带重力势能液压回收发电装置的控制方法，所述矿料传送带重力势能液压回收发电装置包括驱动滚筒(1)、传送带(2)、发电滚筒(4)、传送带驱动模块(9)、重力势能发电模块(10)、电控单元(300)、系统开关(301)、转速传感器(302)、压力传感器(305)、电压传感器(306)，其特征在于所述方法包括以下步骤: 步骤1、检测转速传感器(302)信号、压力传感器(305)信号、电压传感器(306)信号、系统开关(301)信号； 步骤2、判断是否需要传送带(2)驱动控制:当电控单元(300)检测到系统开关(301)的触点闭合时，判断为需要进行传送带(2)驱动控制，进行步骤3;否则，当电控单元(300)检测到系统开关(301)的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤11 ； 步骤3、传送带(2)驱动控制:电控单元(300)提供制动器线圈(1Olc)高电平，制动器(101)停止制动，同时提供第二继电器电磁线圈(308)高电平，第二继电器电磁线圈(308)通电，第二继电器触点(104)闭合，接通三相异步电动机(103)，再通过第一传动箱(100)带动驱动滚筒(I)转动，从而实现传送带(2)的驱动控制； 步骤4、判断第二传动箱输出轴(105a)的转速η是否大于三相异步电动机(103)的停止驱动转速η2:当电控单元(300)检测到转速传感器(302)的转速η大于停止驱动转速η2时，判断为可以进行势能回收，进行步骤5 ;否则，当电控单元(300)检测到转速传感器(302)的转速η不大于停止驱动转速η2时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤I ; 步骤5、势能回收储能控制:电控单元(300)提供第一电磁换向阀电磁线圈(303)高电平，第一电磁换向阀电磁线圈(303)通电,使第一电磁换向阀(202)关闭，液压泵(200)的泄流回路关闭，同时，电控单元(300)提供第二继电器电磁线圈(308)低电平，断开第二继电器触点(104)； 步骤6、判断第二传动箱输出轴(105a)转速η是否小于液压泵(200)停止势能回收的最低转速nl:当电控单元(300)检测到转速传感器(302)的转速η小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为需要停止势能回收，进行步骤3 ;否则，当电控单元(300)检测到转速传感器(302)的转速η不小于停止势能回收的最低转速nl时，判断为可以继续回收势能，进行步骤7 ； 步骤7、判断液压泵(200)出油口的液压力P是否大于系统允许发电的最低液压力PO:当电控单元(300)检测到压力传感器(305)的液压力P大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为可以进行发电控制，进行步骤8;否则，当电控单元(300)检测到压力传感器(305)的液压力P不大于系统允许发电的最低液压力PO时，判断为未达到发电控制要求，进行步骤I ; 步骤8、势能回收发电控制:电控单元(300)提供第二电磁换向阀电磁线圈(304)高电平，第二电磁换向阀电磁线圈(304)通电，使第二电磁换向阀(205)打开，液压马达(208)带动三相交流发电机(210)发电； 步骤9、判断三相交流发电机(210)的输出电压u是否大于系统允许输出的最低电压u0:当电控单元(300)检测到电压传感器(306)的电压信号大于系统允许输出的最低电压u0时，判断为允许三相电压并网输出，进行步骤10 ;否则，当电控单元(300)检测到电压传感器(306)的电压信号不大于系统允许输出的最低电压u0时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤I ;步骤10、电压并网输出控制:电控单元(300)提供第一继电器电磁线圈(307)高电平，使第一继电器触点(212)闭合，将三相交流发电机(210)的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤I ; 步骤11、系统制动控制:电控单元(300)提供制动器线圈(IOlc)低电平，制动器(101)动作，制动驱动滚筒(1)，同时，电控单元(300)断开第一继电器触点(212)和第二继电器触点(104)并回位第一电磁换向阀(202)和第二电磁换向阀(205),从而实现系统制动控制。
2.如权利I所述的矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法，其特征是所述三相异步电动机(103)的停止驱动转速n2高于液压泵(200)停止势能回收的最低转速nl50rpm ~IOOrmp0
【文档编号】F03G3/00GK103939302SQ201410109266
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】曲金玉, 田香玉 申请人:山东理工大学