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煤矿斜井液压制动装置监控研发及应用[摘要]：大型钢丝绳牵引胶带运输机的制动系统主要是依靠液压系统制动，液压制动装置是提升系统的重要组成部分，其故障将直接影响斜井运输的安全运行。
2010年平煤股份十矿在斜井钢丝绳牵引胶带运输机对液压制动装置加装了监控设备，液压制动装置的改造监控有效防止因液压制动装置失灵而造成重大事故，提高液压系统运行的安全可靠性，其可靠运行对矿井安全生产具有重要意义。
[关键词]：胶带运输机液压制动装置改造中图分类号：f407.47 文献标识码：f 文章编号：1009-914x（2012）26- 0365 -011、主要功能和技术指标系统主要功能和技术指标包括：（1）为确保液压站回油制动可靠，①监测系统对液压站电磁换向阀的阀芯换向情况实时监测；②在a、b组闸回油管处安装常开节流阀；③安装紧急手动回油阀；（2）语音报警提示；（3）监控设备支持网络远程浏览功能；2、监控系统组成及工作原理2.1 系统组成该监控系统由多种传感器、信号采集卡、计算机及相关配套器件组成，监控系统的主监测界面所示，多种传感器包括安装在闸瓦上的闸间隙传感器安装在闸内部的正压力传感器、焊接在油管上的油压传感器共三种传感器组成，而处于信号处理关键环节的监测系统软件是由基于nt labview平台自主开发的，它完成对采集数据的计算和分析。
2.2数据分析处理及显示数据分析处理由监测软件完成，本系统软件是基于labview7 express的监测平台，它主要由系统监测、报警查询、实时曲线、系统调试、退出运行、几个大部分组成。
系统监测的全部信息都通过监测软件显示在电脑显示器上，使我们能很清楚地了解设备当前运行的情况，对于每一个监测参数的报警也主要通过软件的分析判断完成，是以图形和数值的方式体现。
3.液压站监测原理液压站是制动器驱动机构，为各制动闸提供压力油，以达到开闸。
若闸打不开而导致钢缆皮带绞车不能运行只能是生产故障，而不属于安全事故，若钢缆皮带绞车正在运行需要制动时却不能回油制动，将导致重大安全事故，因此液压站的可靠性决定了钢缆皮带运输机的安全运行。
矿用提升机制动系统安全性能检测方法及常见问题的处理刘麾
【期刊名称】《河北能源职业技术学院学报》
【年(卷),期】2017(000)002
【摘要】对矿用提升机制动系统安全性能检测方法简单介绍,对一些常见问题如端面跳动超标、制动力矩低于设计值以及紧急制动减速度不符合规范要求等进行了系统分析,并针对具体问题制定了一系列的解决方案.
【总页数】3页(P77-78,85)
【作者】刘麾
【作者单位】唐山冀东矿业安全检测检验有限公司,河北唐山 063000
【正文语种】中文
【中图分类】TD534.5
【相关文献】
1.矿用提升机制动系统常见故障处理 [J], 靳永刚;高景杰;李亚平;李伟全;尚景梅
2.矿用提升机(绞车)安全性能检测检验方法探讨 [J], 刘站立
3.矿用提升机恒减速液压制动系统安装关键技术 [J], 邢启风;邢硕
4.矿用提升机制动系统冗余回油管路的研究 [J], 杨明
5.矿用提升机制动系统自动化控制系统设计研究 [J], 张强
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院内副井提升机液压制动装置安全在线监测系统技术应用平煤天安十矿2009年12月院内副井提升机液压制动装置安全在线监测系统技术应用一、开题报告十矿院内副井主提升机担负着-140水平升降人员和物料及长料、大件任务，我矿于2007年对提升机系统进行了改造，由原来的风压制动角移闸改为液压制动盘形闸，增设液压制动泵站。
矿井提升机制动系统由盘式制动器和液压站两部分组成，通过液压站控制盘式制动器的开合，实现提升机的制动，其可靠运行对矿井安全生产具有重要意义。
为确保矿井提升机可靠安全运行，防止因液压制动系统失灵造成重大事故，我们安装了提升机液压制动系统安全运行在线监测系统，“矿井提升机液压制动装置安全在线监测系统”以闸瓦间隙、油压和制动正压力作为直接监测量，通过安装非接触式位移传感器获得各闸瓦的动态间隙值，通过安装油压传感器测得相关油路油压值，通过安装正压力传感器来测得各闸制动正压力，并结合三者来对各种情况进行判断和监测，提高了提升系统运行的可靠性。
系统主要实现的功能包括实时监测各制动闸的闸间隙、制动正压力、管路油压值、电磁阀换向情况，实现对制动力矩、滚筒偏摆量、合闸次数的指示，具备数据浏览和实时曲线显示等功能。
该项目从液压站、制动器、摩擦系数三个方面入手，研制了监测性能参数多种传感器，对传感器信号采集处理进行故障诊断。
实现了液压站各类阀状态、制动器制动力、闸间隙和制动力矩等实时在线监测，对关键参数参与提升机的控制。
研制了直接测量制动力矩的装置由此间接检测摩擦系数。
从而实现液压制动系统安全运行状态实时监控，确保煤矿安全生产。
二、研究报告1．系统功能1.1液压站运行状态监测①管路油压监测：在液压站各主要回路设置油压传感器，监测油路压力状态及顺畅情况。
②电磁阀阀芯位置监测：根据需求对电磁换向阀进行改造使之具有阀位监测功能，通过监测阀芯的位移来判断阀芯是否换向到位；当任一个阀出现换位故障时，能监测到该故障，并确保故障排除后再开动提升机。
提升机新型液压制动系统
麻健;李勇忠
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】1999()8
【摘要】介绍了基于电液比例压力阀的提升机新型液压制动系统，系统成功地实现了提升机紧急制动时的恒减速，系统跟踪能力强，动态性能优良。
【总页数】2页(P40-41)
【关键词】提升机;液压制动系统;电液比例;压力阀
【作者】麻健;李勇忠
【作者单位】太原理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TD534.5
【相关文献】
1.提升机液压制动系统液压油降温对策 [J], 叶季青
2.新型提升机液压制动控制系统的应用 [J], 房庆龙
3.矿井提升机盘式制动器智能监测冗余液压制动系统的研发与应用 [J], 贾清华
4.提升机新型液压制动系统原理分析 [J], 卢洪志
5.新型提升机恒减速液压制动系统的设计 [J], 徐军;陈军;胡刘扣;万理想;贺克伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering自动化控制Automatic Control煤矿提升机液压制动装置在线监测系统设计及应用徐冬（潞安集团山西省长治市046000）摘要：本文以煤矿副矿井提升机为例，将提升机液压制动装置在线监测系统进行设计，并在实际应用中采用，结果表明设计后的提升机液压制动装置在线监测系统可大大提高煤矿提升机运输能力，保证了安全生产的良好秩序。
关键词：提升机；制动装置；在线监测系统；传感器随着我国科学技术的发展，在煤矿生产中自动控制技术应用越来越广泛⑴。
而提升机制动系统作为矿井提升机的重要组成部分，可影响提升机的正常工作与运行安全。
减少副矿井工作人员工作强度。
以我煤矿副矿井提升机为例，其型号为2JK-2.5X1.2/30E,主要釆用双滚桶缠绕式以液压制动系统进行制动，提升高度有819.5m,并筒直径为6m。
其中制动系统包括制动器与传动机构。
由于传统的提升机监测系统存在测量不准确、错误报警等情况，并且不能测量盘式制动器的力矩。
由此，重视提升机液压制动装置在线监测系统设计十分必要。
1煤矿提升机液压制动装置在线监测系统设计方案1.1设计构思该煤矿副矿井提升机提升作为矿井生产的一个重要环节，是整个矿井安全生产的枢纽⑵。
在《煤矿安全规程》中对提升机制动系统的要求有专门的规定。
为保证提升机安全运输，可在提升机上安装一套KJT2型提升机液压制动特性在线监测系统，该监测系统由计算机、多种传感器、信号采集卡及相关配套器件组成，可实时监测制动闸的工作情况。
其中传感器有油压传感器、匣间隙传感器、正压力传感器，在传感器接收到信后后会将信号传输到信号采集卡中，以此作为计算机处理信号的基础。
通过专用监测软件分析信息而获得设备异常故障问题。
该监测系统正常工作方法有两点：其一是设置匣间隙监测与过压保护装置以安全回路控制。
其二是提升制动系统制动力。
专利名称：一种新型矿用单筒提升机的主轴装置专利类型：发明专利
发明人：季萍,李俊花,闫建玲,毕玉华,刘同欣,刘劲军申请号：CN200710054218.5
申请日：20070406
公开号：CN101279697A
公开日：
20081008
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是一种新型矿用单筒提升机的主轴装置，其新主轴(21)两端被固定在滚动轴承座(13)内，其上过盈热装有两个无键联接的左、右新轮毂(14、21)，通过双夹板(20)高强度螺栓(15)将两半剖分式对开组装卷筒(16)联接；对开组装卷筒的一侧定位止口与两半剖分式可拆卸制动盘(18)通过螺栓(19)联接，装配有用于测量井深的圆锥齿轮(22)；装配有供钢丝绳使用且开有绳槽的工程塑料衬板(17)。
对于卷筒直径4m以上的提升机，可将主轴装置中的新主轴和左、右新轮毂合为一体设计成新主轴联接凸台结构，加大新主轴的承载能力。
该主轴装置使其整体结构的先进性有了很大提高，设备运行可靠，提升效率提高，维修方便。
申请人：中信重工机械股份有限公司,洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司
地址：471039 河南省洛阳市涧西区建设路206号
国籍：CN
代理机构：洛阳市凯旋专利事务所
代理人：符继超
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矿用提升机载荷监测保护装置设计分析
宋燕鹏;刘静;田振海;贾正辉
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】煤炭作为生产生活资源的重要组成部分,对整个社会经济发展产生重要影响,因此,煤矿开采工作效率以及安全性保障面临着更高要求。
而在当前煤矿开采工作中,提升装置在整个开采过程中起到不可忽视的作用,在保障开采效率的同时,对工作人员生命安全起到重要保障,因此,加强对矿用提升机载荷监测保护装置的设计成为主要工作内容。
基于此,本文主要对该装置的设计要点进行概括与总结,希望为矿用提升机载荷监测保护装置的设计和开发提供有价值的参考,进一步提升提升机的安全性和可靠性,保障提升机在工作场所的安全运行。
【总页数】3页(P16-18)
【作者】宋燕鹏;刘静;田振海;贾正辉
【作者单位】枣庄矿业集团高庄煤业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F406.3;TD534
【相关文献】
1.提升机载荷监测系统设计分析
2.矿用提升机载荷监测保护装置的应用
3.矿用提升机载荷监测保护装置的应用
4.基于PLC的矿用提升机在线监测系统设计分析
5.矿用提升机载荷监测保护装置的应用研究
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文章编号:1003-0794(2006)09-0156-02
矿用提升机液压制动系统监护装置的研制
刘庆伟1,肖兴明1,马 驰1,张宪锋2
(1.中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008; 2.铁煤集团大兴煤矿,辽宁铁岭112701)
摘要:为了保证矿用提升机液压制动系统的安全可靠运行,提出了一种基于PLC的液压制动系统的监护装置,并全面介绍了该装置的系统构成和各部分的设计。
该装置能够在线实时监测液压制动系统的工作状态,及时发现和排除故障隐患,确保液压制动系统安全可靠工作。
关键词:矿用提升机;液压制动系统;状态监测
中图号:TD531文献标识码:B
Study of Monitoring Aids for Hydraulic Braking System of Mine Hoist LIU Qing-wei1,X IAO Xing-ming1,M A C hi1,ZHANG X ian-feng2
(1.College of Mechatronic Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou221008,China;
2.Daxing Coal Mine,Tiefa Coal Industry Group Co.Ltd.,Tieling112701,China)
Abstract:In order to guarantee the reliability and security of hydraulic braking system of mine hoist,introduc-es a kind of the monitoring aids for hydraulic braking system basing on PLC and describes the c omposition and design of the equipment.The equipment can monitor the on-line status of hydraulic braking system.I t has great meaning in discovering and removing the hidden troubles in time and assurance of reliability and security of hydraulic braking system.
Key words:mine hoist;hydraulic braking system;status monitoring
1 监控系统的设计
根据对矿用提升机液压制动系统故障产生原因的调研,液压制动系统的监护装置应该能够监测如下的参数或状态:闸瓦间隙、闸瓦的开合状态、闸瓦的开贴闸油压、制动正压力、油缸阻力和碟簧刚度、液压站系统压力和残压、空动时间和二级制动延迟时间和液压站回油路是否堵塞等。
在过去研制的液压监控装置中,一般都没有液压站回油路的监测。
但事实上,因为液压站回油路堵塞不能使制动器制动的事故已发生几起,所以对液压站回油路的监测比较重要,若回油路堵塞,要求安全回路立即断电。
理论上该监护装置可采用工控机和PLC,但因为涉及到控制,工控机不如PLC的可靠性高。
一旦发生误动作,会带来严重的后果。
所以在此选用PLC进行开发。
1.1 系统构成
为了达到上述的要求,采用的监护系统构成如图1所示,该系统主要由信号监测部分(包括闸间隙传感器、油压变送器和I O开关量输入输出)、信号的处理(可编程控制器)部分、MPI通信电缆、上位机、组态软件等构成。
1.2 下位机设计
下位机即图1中所示的信号处理部分,该系统采用西门子公司的可编程控制器S7-300。
S7-300采用模块化的结构,安装方便,可扩展能力强。
下位机主要实现制动系统各状态参数的采集和处理,数字量信号采集比较容易,主要是模拟量信号的采集和处理,包括闸瓦间隙位移传感器信号和油压传感器的采集和处理。
图1 监护系统的构成
Fig.1 Com position of monitoring system
闸瓦间隙测量由安装在闸瓦上的电涡流位移传感器将0~10V的电压信号通过八通道A D转换器SM331转换成数字信号,由软件编程将该数字信号标定并转化成闸瓦间隙的位移量。
同理安装在液压站上的油压变送器采用两线制输出为4~20mA的电流信号,将该电流通过SM331A D转换模块,转换成数字信号,并通过编程转换成油压的压力值。
在下位机程序中,根据闸瓦间隙来判断闸瓦开合状态,并判断闸瓦的间隙是否大于2m m,若超限,则输出报警信号。
根据所测的系统电压和闸瓦间隙计算各闸瓦的贴闸油压和开闸油压,根据贴闸油压和开闸油压计算各闸瓦的正制动力,各个油缸阻力以及碟簧刚度。
紧急制动时闸瓦的空动时间和二级
156 Coal Mine Machinery
制动时间并将结果送入上位机进行显示,并根据压力继电器判断油路是否堵塞,若堵塞使安全回路断电。
1.3 上位机设计
上位机基于32位Windo ws操作系统,采用WinC C组态软件来设计。
WinCC组态软件功能强大,具有对工业控制系统中的各种资源(设备、标签量、画面等)进行配置和编辑,处理数据报警以及系统报警,各类报表的生成和打印输出,以及存储历史数据并支持历史数据的查询等功能。
在上位机设计中,正确创建和编辑与下位机数据块中所对应的公共变量比较重要。
因为制动器的状态将实时地反应在下位机的变量数值中,只有将下位机中能够反映液压制动系统工作状态的变量传到上位机中,才能实时动态反映提升机液压制动系统的所有运行参数和运行状态,如显示各制动器的状态、系统油压、正制动力、油缸阻力空动时间和故障信息等画面。
例如主画面如图2所示,从图2中可以看出各制动器的状态以及系统油压和油路堵塞情况。
这样的实时监测能使司机对提升机的运行状况一目了然,若发生故障,司机能通过蜂鸣器报警和从运行画面中了解到故障类型及位置,及时通知维修人员排除故障。
图2 制动器状态监测主画面
F ig.2 Main m onitoring interface of status of braking system
1.4 上下位机的通讯设计
本监护装置采用MPI通讯电缆实现上下位机的通讯,不需要通讯程序的编写,只需要在WinCC 项目管理器的 变量管理中 添加SIMATIC S7Proto-col Suite的通讯驱动程序并对连接参数进行简单设置即可。
因为该通讯驱动程序包括MPI通道单元,通过MPI通道单元即可实现与下位机SI MATIC S7-300的通讯。
1.5 系统的功能
该制动系统的监护装置主要对盘式制动器的工作状态,液压站压力、回油路的监测,主要能够实现以下功能:
(1)实时监测每个闸的闸瓦间隙,历史查询贴闸油压、开闸油压、油缸阻力、空动时间、二级制动时间及故障数据。
(2)动态监测显示每个闸的开合状态(采用柱状图并以不同的2种颜色区分开闸和贴闸情况)、各个闸制动过程中制动正压力实时显示、制动系统总制动正压力动态变化柱状图、液压系统油压动态变化柱状图。
(3)根据制动器静态、动态的监测参数,对闸瓦间隙超过2m m、正压力不足、开闸时未开、合闸时未合闸进行报警或断开安全回路实现保护。
(4)对回油路堵塞进行报警并使旁油路回油。
1.6 系统的主要特点
(1)可实现故障报警和重要数据归档记录,并对已发生过的故障进行记录保存和再现。
(2)人机交互性能好,当提升工艺变化时,可通过上位机修改提升参数,操作方便。
(3)扩展能力强,该装置可以方便地扩展建立提升机故障诊断系统,实现提升机故障的自动诊断;也可以与互联网连接,实现提升机运行远程自动监视、控制、故障诊断和保护。
(4)采用可编程控制器,抗干扰能力强,可靠性高,维护量小。
2 结语
本监护装置已在大同矿务局和邯郸矿务局的多个矿投入使用,效果良好。
该装置被称为液压制动系统的事故过程记录的 黑匣子 ,它不仅保证了提升机液压制动系统的安全可靠性,而且也为事故起因提供了第1手的资料。
参考文献:
[1]李剑峰.提升机液压制动系统状态测定保安全[J].流体传动与
控制,2005(1).
[2]张秀琨.矿井提升机综合保护装置的研究和应用[J].矿山机械,
2004(2).
[3]申红燕,任国峰.PLC和触摸显示器在矿井提升控制系统中的应
用[J].太原理工大学学报,2004(9).
[4]任子晖,马小平.嵌入式计算机在提升机状态监控中的应用[J].
计算机应用研究,1997(2).
[5]郑孝平.K TJC型智能监控装置在矿井提升机上应用[J].矿山机
械,1994(3).
[6]西门子有限公司自动化与驱动集团.深入前出西门子WinCC V6
[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.
作者简介:刘庆伟(1981-),女,山东济宁人,中国矿业大学在读硕士研究生,研究方向为机械电子工程,E-mai l:l wei1227@126. com.
收稿日期:2006-06-15
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第27卷第9期 矿用提升机液压制动系统监护装置的研制 刘庆伟,等 Vol 27No 9。
