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矿井提升机恒减速控制系统研究摘要：矿井提升机在大型煤矿中起非常重要的作用，运输矿井中的各种设备及原煤等，由于矿井提升机控制系统效率低下，难以满足自动化程度越来越高的煤矿设备，因此，提出了一种矿井提升机恒减速系统，并介绍了该系统的工作原理和系统组成，通过实践应用研究了该系统的可靠性和工作效率。
关键词：矿井；提升机1 矿井提升机恒减速控制系统发展现状现阶段矿井提升机控制形式包含有在工作周期截止时制动以及产生不安全行为时制动，同时在工作周期截止时控制制动是常见控制形式，因为在矿井提升机正常工作时，提升速度超过安全限定，产生不安全行为，引发安全制动频率较低，对保护操作人员以及设备安全都有着非常重要的意义。
目前制动系统方式包含以下几种，分别为恒力矩一级制动、二级制动、恒减速制动。
恒力矩制由于制动时力矩不变，不能实现不同工况力矩匹配，进而导致设备受冲击过大，降低其使用寿命。
而恒减速制动为闭环控制，能在不同工况下更加灵活的匹配力矩，因此能很好地解决上述问题。
本文针对传统的提升机存在的问题，研究了矿井提升机的恒减速的控制系统，并对其进行进一步的优化改进，提高了矿井提升机的安全性，提高了狂劲提升机的工作效率，为其在矿井中工作提供了安全保障。
2 矿井提升机恒减速控制系统方案设计2.1 矿井提升机制动系统概述矿井提升机的制动系统是决定提升机安全性能最重要的部分。
图1为矿井提升机示意图。
由制动闸组及液压和电气部分共同组成制动系统，我国当前比较常见的制动方式包括工作制动和安全制动，安全制动是在生产活动中，由于提升机或其他生产设备出现故障，为了保障人员及设备的安全而采取的制动。
而矿井提升机在正常的生产活动中完成一次或一段工作时间段后，工作人员停机或检修而进行的制动被称为工作制动。
安全制一般会对生产设备或人员造成一定的损伤，一般在正常的生产中不易发生。
但安全制动也在一定程度上提高了人员及设备的安全性。
在安全制动中可以分为恒力矩安全制动和恒减速安全制动，恒力矩也有两级制动之分。
浅谈矿井提升的恒减速制动技术【摘要】目前，矿井提升机主要有一级制动、二级制动和恒减速制动等几种制动模式，正常运行时，各种制动模式几乎都可以满足系统的工作要求，但随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸，系统对提升制动的安全性要求不断升高，恒减速制动模式的优势逐渐显露出来，逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
本文对矿井提升的恒减速制动技术进行了介绍。
【关键词】矿井提升机；恒减速；制动技术0 引言作为矿井作业中的关键机械，矿井提升设备在生产的全过程中担负着矿物、人员、材料及设备的上下和运输工作，对采矿效率具有重要影响。
而提升系统一旦出现事故，常常会造成不可估量的生命财产损失。
因此，必须对其制动系统进行精密和及时的控制，以便在发生紧急情况时，通过可靠的制动性能，减少和避免危险的发生，确保煤炭生产的安全性和稳定性。
研究显示，影响提升机制动效果的因素复杂，并可能根据不同的工况发生变化，而若在多变的工况下制动减速度变化过大，制动过程就会变得不平稳，出现诸如钢丝绳打滑等现象，使提升设备的安全性受到严重影响。
目前，矿井提升机主要有一级制动、二级制动和恒减速制动等几种制动模式，正常运行时，各种制动模式几乎都可以满足系统的工作要求，但随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸，系统对提升制动的安全性要求不断升高，恒减速制动模式的优势逐渐显露出来，逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
该方法通过自动调节油压动力实现了减速度恒定的控制目标，让提升设备可以按照事先设定减速度完成制动，使提升设备的安全性大大提高。
1 恒减速制动的意义提升机安全制动是在提升机事故状态下，为防止事故扩大化所必须采用的最后一种技术手段。
在竖井和30°以上的斜井提升时，提升机制动力矩不得小于最大静力矩的三倍。
但如果把大于或等于三倍静力矩的制动力一次直接加丁.提升机上，将会产生过人的减速度。
这样，钢丝绳将剧烈地摆动，很可能会引起断丝，从而影响钢丝绳的使用寿命，斜井提升机可能断绳，载人的提升机将可能发生重大人身伤亡事故。
恒减速在提升机制动控制系统中的应用与探讨恒减速制动控制具有减速度恒定闭环控制功能。
在制动时，可以在各种载荷、速度工况下，使提升机按照给定的恒定减速度进行制动。
在检测到实际减速度偏离给定值的情况下，通过闭环制动控制系统的反馈调节和补偿作用，使其迅速减小偏差、保持制动过程减速度恒定不变，达到恒减速制动的效果，提高了制动控制的平稳性和安全性，提高了设备及钢丝绳的安全性能和使用寿命，对提高生产效率具有重要意义。
标签：恒减速；闭环控制；安全性能；使用寿命随着社会的发展，“以人为本”深入人心，职工工作环境的安全性与舒适性得到了更大的改善。
恒减速在提升机制动系统中的應用由此而生，用于对提升机制动系统的工作制动和安全制动进行控制。
提升机恒减速控制系统组成与功能：机械设备部分为盘式制动系统，盘式制动设备由至少两个制动盘上工作的液压制动单元以及带有油泵和控制阀的液压站构成。
电控部分系统由主控制柜、就地控制柜、制动手柄和测速发电机构成。
控制系统配置由主控柜，就地控制柜和测速发电机等设备组成。
控制过程：制动器用于在提升机手动和自动模式中，对安全制动工作制动功能进行控制。
在手动制动模式中，提升机司机通过操作台制动手柄以及提升机控制器的主提升命令，在闸控卡和PLC制动控制器的协作下，操作工作制动。
自动模式下，敞闸和施闸的时序直接由提升机提升命令控制。
在PLC、闸控卡和测速发电机的配合下，由提升机安全电路继电器来对安全制动进行安全制动控制。
闸控卡面板显示制动系统的状态以及故障指示，用于测试和参数设置。
工作制动控制功能：制动器通过液压站中的控制阀来控制。
一些阀门既适用于工作制动功能，也适用于安全制动功能。
油泵电机和油冷却风机由电就地控制框中的启动器组进行控制。
工作制动的敞闸、施闸取决于两个输出继电器。
如果其中一个输出继电器出现故障，则制动不能敝闸，保持在施闸状态。
此外，如果输出继电器中的另一个在启动后出现故障，工作制动将进行施闸操作。
当代化工研究Modem Chemical Research79 2021•09技术应用与研究煤矿提升机恒减速液压制动系统的安装分析*武琳(晋能控股煤业集团同家梁矿山西037025)摘耍：为安装好提升机液压制动系统，介绍了提升机液压制动系统主要包括的机械部件，提出了液压站，制动闸盘、闸座以及油液管路的具体安装方法，并对提升机工作制动部分以及安全制动部分进行了调试，通过调试可知提升机恒减＞速液压制动系统制动效果良好，运行平稳，可达到更好的保障提升机安全稳定运行的目的.关键词：提升机；液压站；制动闸盘；油液管路；安装中国分类•号：TD文献标识码：AInstallation Analysis of Constant Deceleration Hydraulic Braking System of Coal MineHoistWuLin(Tongjialiang Mine,Jinneng Holding Coal Industry Group,Shanxi,037025) Abstract:In order to install the hydraulic braking system of h oist,this p aper introduces the main mechanical components of h ydraulic braking system of h oist,puts f orward the concrete installation methods of h ydraulic station,brake disc,brake seat and oil p ipeline,and debugs the working braking p art and safety braking p art of h oist.Through debugging,it can be knoyvn that the constant deceleration hydraulic braking system of h oist has good braking effect and stable operation,which can better ensure the safe and stable operation of h oist.Key words:hoist；hydraulic station^brake disc；oil p ipeline\1.分析液压制动恒减速系统的关键技术⑴安装液压站组装液压站的工作都是在制造厂进行的，安装后的检查环节无需解体，但一定要对合格的组件进行试运行。
提升机闸控系统恒减速补偿装置的应用黄丽媛【摘要】本文介绍一种在恒力矩制动提升机上进行恒减速制动补偿装置改造的技术方法和应用情况,实验和应用表明,闸控系统恒减速补偿装置性能可靠,维护和维修简便,使用成本较低.是一=可行的技术提升的方法,符合现场实际,具有应用前景.【期刊名称】《同煤科技》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】3页(P35-37)【关键词】提升机;恒减速;闸控系统;研究改造【作者】黄丽媛【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TD5340 引言提升机闸控系统是目前矿井提升机普遍采用的一种制动系统，它是矿井提升系统正常减速停车，或故障情况下实施紧急制动停车的最终手段，是保证提升机安全运行的重要安全装置。
目前，提升机闸控制动系统控制方式主要有两种：一种是恒力矩制动控制系统，一种是恒减速制动控制系统。
恒力矩制动控制系统在安全制动时采用的制动方式通常为二级制动。
二级制动力矩按满载下放工况来确定，其数值确定后就不再改变，所以，采用恒力矩制动方式存在以下问题：（1）对于缠绕式提升机，若井筒较深，受钢丝自重的影响，提升容器在井口和井底位置，提升机张力变化较大，导致减速度变化幅度较大、冲击力也大，易造成相关部位机械结构损伤或损坏。
（2）对于摩擦式提升机而言，当提升系统中不平衡负载过大时，在紧急制动时钢丝绳容易出现打滑现象。
因此，恒力矩安全制动并不是理想的制动方式。
解决上述问题的办法是采用恒减速制动方式。
1 恒减速制动原理和现状恒减速制动方式是在提升机运行时对速度进行实时检测，计算获得提升机实时减速度，并以恒定的减速度为控制目标，对制动油压进行实时调节，以消除实测减速度与预设减速度之间的差值，从而实现实时控制。
这种制动方式能够有效避免外界负载变化带来的影响，并且能够显著减少紧急制动时对提升设备以及罐笼内人员的冲击，是一种较为理想的控制方式。
但是目前国内煤矿提升系统制动方式大多依然采用恒力矩制动方式，主要原因如下：（1）由于恒减速制动系统技术难度增加，再加上对其原件和功能的可靠性要求极高，所以不管是国外产品还是国内制造，恒减速制动系统价格昂贵，国内制造的其液压元件也多采用进口元件，而且其制动性能与国外同类产品相比还存在一定差距。
提升机恒力矩与恒减速制动液压站原理分析高云龙(兖矿集团鲍店煤矿，山东邹城)摘要:液压站是提升机制动系统的关键设备，是机、电、液一体的制动系统。
随着液压站的不断发展，产品的更新换代，对恒力矩制动和恒减速制动的液压站的工作原理进行分析，为确保提升机安全可靠运行，加强对制动系统的维护维修，提高业务水平，提供一定借鉴。
关键词:液压站恒力矩减速度引言:兖州煤业公司鲍店煤矿，主井安装两台4L-3400/2400摩擦式提升机，副井安装两台2L-5000/2000落地式提升机。
自从1986年投产以来，绞车的制动系统均采用ABB公司生产的恒力矩(二级制动)液压站。
该液压站结构简单，安全可靠，很好的满足了矿井的提升要求。
但是随着液压站技术的不断发展，以恒减速制动为目标的液压站在安全性和自动化程度上的提高，逐渐成为矿井提升机制动系统的首选。
我矿副井提升机于2003年控制系统改造时，液压制动系统采用了西马格公司生产的具有恒减速和恒力矩两种安全制动方式的ST3-D型液压站。
也是国内使用的第一台西马格ST3-D型液压站。
主井使用的ABB早期恒力矩(二级制动)液压站属于开环控制，制动力矩在提升机的提升或下降过程中都是恒定的，但负载却是变化的，容易造成实际的减速度与设计的要求偏差较大。
在重载上提过程减速度大，在重载下放过程中减速度小。
ST3-D液压站具有恒减速和恒力矩两种制动方式。
恒减速安全制动是以制动的减速度恒定为控制目标，通过自动调节制动力矩，使提升机按照给定的减速度进行制动，从根本上改善了制动性能，有效的提高了安全制动的可靠性和安全性。
一、ABB恒力矩液压站工作原理ABB液压站系统图1、阀件的简单说明:阀件编号名称设定压力(MPa)阀32、39、40 换向阀 /阀11、16 减压安全阀 8 、 4阀37 定比安全阀 5.5,10阀25 减压安全阀 PB=5.5阀9、17 流量控制阀 /阀18、27 球阀 /阀19、23 单向阀 /阀132 安全阀 1612 蓄压器 145 过滤器 /6 泵 14ABB液压站在设计过程中考虑到安全，液压装置为压力控制配备了两个并联阀，一条管子进油，两条管子回油(N、M)。
问题探讨矿井主提升机恒减速制动控制技术探讨生产技术部王文岩摘要探讨矿井主提升机恒减速制动控制技术的液压、电气控制特色，以及恒减速实现的方法，与恒力矩制动控制相比，恒减速制动控制技术提高了主提升全系统的安全、平稳、舒适性，为矿井安全生产提供了可靠保障。
关键词提升机液压站恒力矩恒减速制动控制1前言矿井提升机制动控制系统的主要构成是液压站，它是制动系统的液压动力来源，铁法能源公司的主提升机制动系统主要为盘型闸制动，液压站主要是为盘型闸提供工作制动、安全制动时开闸、合闸工作过程提供液压动力。
2矿井提升机液压站的分类矿井提升机的液压站根据控制提升机减速度大小变化的不同主要可分为两大类，即恒减速制动控制的液压站和恒力矩制动控制液压站，铁法能源公司各矿主提升机液压站大部分为恒力矩制动控制液压站，大强矿主提升机为恒减速制动控制液压站，恒力矩制动控制液压站结构简单，价格低，维护相对简单。
恒减速制动控制液压站液压系统相对复杂，价格较高，但其稳定性、安全性和可靠性相对得以提高，是今后矿井安全提升的发展方向。
2.1恒力矩制动控制液压站恒力矩制动控制液压站，是将通过液压站压力调节制动闸产生的满足《煤矿安全规程》第四百二十六条的要求最大制动力矩分成二级对提升机实施抱闸，实施第一级制动时，液压系统产生的抱闸力矩作用在制动盘上，使提升绞车减速，减速度满足《煤矿安全规程》第四百二十二条和四百二十七条的要求，限制提升机加速和减速时提升容器的弹性震荡和钢丝绳的弹性振动，以及符合系统防滑要求，然后第二级制动抱闸力矩再全部作用到制动盘上，使提升机最终减速停车。
2.2恒减速制动控制液压站恒减速制动控制液压站，是以符合《煤矿安全规程》第四百二十二条和四百二十七条的要求的制动减速度恒定为控制标准，通过速度反馈自动调节液压制动系统的油压，从而调整盘形闸上产生的制动力矩，使提升机按照符合要求计算出的减速度进行制动，属于闭环控制，这就从根本上改善了提升机的制动性能，同时液压控制系统可兼容恒力矩二级制动的性能。
浅谈恒减速制动在矿井提升控制中的应用
摘要:矿井提升设备在煤炭开采的全过程中担负着矿物、人员、材料及设备的上下和运输工作,是保障矿井生产效率和生产安全的关键。
随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸,矿井作业对提升系统制动的安全性也提出了更高的要求,在这一背景下,恒减速制动模式的优势显露出来,逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
本文从恒减速制动系统的工作原理出发,分析了提升机恒减速制动的效果,并针对其设计使用中应注意的问题提出了富有针对性的控制策略。
关键词:矿井提升恒减速制动机电控制
1 矿井提升制动在煤炭安全生产中的作用
作为矿井作业中的关键机械,矿井提升设备在生产的全过程中担负着矿物、人员、材料及设备的上下和运输工作,对采矿效率具有重要影响。
而提升系统一旦出现事故,常常会造成不可估量的生命财产损失。
因此,必须对其制动系统进行精密和及时的控制,以便在发生紧急情况时,通过可靠的制动性能,减少和避免危险的发生,确保煤炭生产的安全性和稳定性。
研究显示,影响提升机制动效果的因素复杂,并可能根据不同的工况发生变化,而若在多变的工况下制动减速度变化过大,制动过程就会变得不平稳,出现诸如钢丝绳打滑等现象,使提升设备的安全性受到严重影响。
目前,矿井提升机主要有一级制动、二级制动和恒减速制动等几种制动模式,正常运行时,各种制动模式几乎
都可以满足系统的工作要求,但随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸,系统对提升制动的安全性要求不断升高,恒减速制动模式的优势逐渐显露出来,逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
该方法通过自动调节油压动力实现了减速度恒定的控制目标,让提升设备可以按照事先设定减速度完成制动,使提升设备的安全性大大提高。
2 恒减速制动的工作原理
矿井提升机的运行流程为启动→加速→匀速→减速→低速爬行→停车的循环过程。
其中精确的“启动→加速→匀速”过程在生产中较容易实现,而控制的关键在于对“减速→低速爬行→停车”阶段的准确控制,恒减速制动能使提升机平稳、安全地进入低速爬行阶段,为精确的停车控制奠定了基础。
由于制动力矩与减速度之间属于非线性关系,受复杂的工况条件影响,很难从力的因素入手对减速度进行控制,因此,恒减速系统通常是通过液压系统实现自动控制的。
首先,制动系统接收到由保护装置发送的减速制动信号,此时液压系统的油压下降到某一设定值,提升机运行在磨闸皮状态下。
同时,安装在滚筒的轴编码器测量值进入可编程逻辑控制器(PLC)内部进行计算,得出减速度值和已设定的减速度值相比较,经数字处理器处理,由减速度偏差值得到一个与制动力矩相对应的电流值,并将此电流值作用在恒减速电液比例阀上,通过电磁阀的启闭,使制动压力处于增压—保压—减压的状态转换中,从而使电机得到合适的制动力矩,使电机按照恒定的减速度停车。
恒减速系统极
大地减小了减速环节对设备的冲击,可克服由安全制动引起的多绳摩擦提升机的钢丝绳滑动问题和斜井提升机的钢丝绳损伤与掉道问题,还能改善缠绕式提升机因不平衡载荷而产生的制动性能问题。
3 提升机恒减速制动在设计使用中应注意的问题
3.1 恒减速制动模糊控制器的设计
矿井提升设备组成了一个大惯量闭环,其制动部分则是一个结构复杂的机、电、液一体化系统,工作中充满了各种不确定性因素,阻尼与摩擦、制动衬片弹性以及各元件间隙等的变化,都可能使制动相应表现出死区、滞环、饱和等多种强非线性动态特征,给恒减速控制算法的动态模型建设制造困难。
而模糊控制器模拟人的思想和控制经验进行决策,不需建立完整的数学模型,仅需以模糊控制算法,模拟执行元件在电机闸盘上对制动力矩作用进行控制,实践中具有良好的灵活性和鲁棒性。
模糊控制器的设计首先由确定其输入、输出语言变量开始,通常选取与实际减速度有关的变量作为输入语言变量,而输出语言则选择与油压有关的变量。
其次应将模糊控制器输入、输出变量之间的经验关系通过逻辑推理表现出来,建立控制器的控制规则集。
在模糊推理开始前,应对精确输入量进行模糊化处理,将其转换至输入语言变量可以讨论的论域范围内,再以适当的隶属度函数在各自的论域中对其进
行描述,得出推理结果后,还需将此模糊集合进行模糊判决,即找出其隶属度函数或横坐标围成面积的重心在论域上的值,即可将集合转换为精确值,从而可以向对象实施直接控制。
系统设计完成后,还应进行现场试验,得出制动压力与速度的关系曲线,验证该控制模式是否切实具有可行性。
3.2 贴闸环节的控制
恒减速制动控制环节复杂,每一部分的性能都能影响到最终的调节效果。
如油液的清洁度,整个闭环系统的刚性、控制元件的调节性能、电气元件是否受到干扰等。
其中恒减速调节的第一步是液压回路中溢流阀将制动器内大部分的油泄回油箱,即“贴闸”过程,该环节对整个调试效果起着关键作用。
安全回路断开的瞬间,闸瓦与闸盘有1mm 左右的间隙,这1mm左右的间隙可能会导致飞车或速度超调。
从控制角度讲,压力环首先给出了一压力信号,反映到速度环中得出一初始速度偏差。
如果贴闸不迅速,会出现速度超调量大,即初始速度偏差大。
而影响贴闸效果的因素很多。
以制动器为例,若其碟簧的回弹速度不够,油压降得慢,贴闸时间长,可能使之后某点的瞬时制动减速度很大。
因此在恒减速调试之前,应首先对制动器的性能指标和空动时间进行检查。
此外,原配件性能和装配精度也对贴闸效果有较大的影响,须依现场条件进行适当地调整。
为使减速曲线平缓,须通过对比例阀的线性调节实现对制动器油液的精密控制。
实践中应由低速到高速,轻载到重载,逐次调节,兼顾各种工况,以达到理想的贴闸效果。
4 结语
实践证明,恒减速制动系统因其科学的运行模式使提升设备得到了精确、合理的控制,提高了提升作业的安全性和稳定性。
但与国外先进技术相比,我国的恒减速制动系统在设计和使用环节还都存在着相当大的差距。
相关工作人员应在现有控制技术的基础上,不断总结问题、积累经验,不断提高制动系统的科学性和适应性,以期尽可能延长提升机的使用寿命,保证矿井生产活动安全、流畅、有序地进行。
参考文献
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