專利名稱：三段式速度給定礦井提升機控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種礦井提升機控制裝置，特別涉及一種基于行程內反饋的三段式速度給定礦井提升機控制方法及裝置。
背景技術：
提升機在礦山承擔著礦物的提升、人員的上下、材料和設備的運送等任務，對礦山生產(chǎn)起著非常關鍵的作用。對提升機運行速度的控制，必須要有一個按速度要求而確定的可靠的控制參考信號，即調節(jié)系統(tǒng)中的“速度給定信號”，才能保證安全和準確安全地完成提升任務，目前國內提升機動力制動調速系統(tǒng)大部分采用時間給定v=f(t)，給定參考以時間為函數(shù)(其減速點仍然以設定的某行程給出)。就時間給定方式而言，實際調速系統(tǒng)存在靜態(tài)誤差時，將會出現(xiàn)如下問題(1)在下放重物時，提升容器到達井口速度加大，不安全；該方式受負載影響其減速時間變化較大，影響效率和安全。時間給定控制方式特別是在減速段，因其積分作用可能產(chǎn)生較大的路程-速度偏差而導致對提升安全極為不利的影響。所以無論從工作原理或從使用角度，時間給定方式都不適宜在提升控制中推廣使用。而且傳統(tǒng)的提升機速度控制為四段式或五段式，從前的S型曲線包括加速、等速、減速、爬行及平層4個階段，這樣可以保證人體適應程度、平滑調速和調速精度。但是這種方式采用了爬行階段，所以一定程度上影響了提升效率，隨著傳感器技術的提高、實時控制系統(tǒng)的出現(xiàn)以及監(jiān)視系統(tǒng)的完善，整體效率偏低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種基于行程內反饋的三段式速度給定礦井提升機控制方法及裝置，解決傳統(tǒng)的提升機提升過程功耗大、效率低、穩(wěn)定性低的問題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該控制裝置包括行程檢測器、行程給定器、速度檢測器、速度給定器、DSP處理器和輸出接口電路，行程檢測器、行程給定器、速度檢測器、速度給定器均與DSP處理器的輸入端連接；DSP處理器的輸出端通過輸出接口電路與提升機功率控制系統(tǒng)連接。控制方法首先利用位置檢測器檢測煤礦提升機絞車行程，從而使控制器實現(xiàn)對提升機位置的控制；利用行程檢測器檢測行程，利用速度檢測器檢測提升或下放速度等物理量，然后對檢測到的物理量在信號級回路匯總進行數(shù)據(jù)采樣，采樣之后得到的是電壓量， 將電壓量數(shù)據(jù)送入控制器作為控制依據(jù)；
行程給定器所輸出的行程給定值以及速度給定器所輸出的速度給定值經(jīng)三段式給定處理環(huán)節(jié)后，輸出的值均為滿足三段式的控制方法的行程給定值和速度給定值，行程檢測器所測得的實際行程值和滿足三段式控制方法的行程給定值經(jīng)行程調節(jié)器后，再輸入到速度調節(jié)器，同時滿足三段式控制方法的速度給定值以及由速度檢測器檢測到的實際速度值均輸入到速度調節(jié)器，最后速度調節(jié)器的輸出值和加速度控制器的輸出值輸入到力矩計算環(huán)節(jié)，計算得到最終的力矩。
有益效果，由于采用了上述了方案，在DSP處理器中實現(xiàn)三段式控制策略，采用三段式S型曲線，即加速、勻速和減速3個階段，這樣減少了爬行及平層階段，節(jié)約了絞車提升和下放時間，大幅提升了提升效率。同時采用行程內反饋控制提升機位置，這樣在提高效率的同時提高控制精度，達到高效穩(wěn)定的目的?？刂破鬏敵鲂盘枮镻WM脈沖信號，可直接經(jīng)驅動電路控制變流器裝置，進而變流器裝置控制主提升機穩(wěn)定高效運行?？刂破麟娐纺K包括JTAG編程接口，時鐘產(chǎn)生電路，保護電路，模數(shù)轉換電路等外圍設備，這些設備確保了控制器的安全穩(wěn)定高效運行，使得調試很安裝都更加方便。優(yōu)點本裝置采用行程內反饋的三段式速度給定提升機控制方法，提升速度快，控制精度高，而且結構簡單、操作方便，對不同型號的提升機都適用。


圖1是本發(fā)明的結構框圖。圖2是本發(fā)明的DSP處理器內部軟件處理框圖。圖3是本發(fā)明的三段式S型速度給定曲線圖。1、行程檢測器；2、行程給定器；3、速度檢測器；4、速度給定器；5、DSP處理器；6、 輸出接口電路；7、行程給定值；8、速度給定值；9、三段式給定處理環(huán)節(jié)；10、實際行程值； 11、行程調節(jié)器；12、加速度控制器；13、實際速度值；14、速度調節(jié)器；15、力矩計算環(huán)節(jié)。
具體實施例方式下面結合附圖中的實例對本發(fā)明做進一步描述
實施例1 該控制裝置包括行程檢測器1、行程給定器2、速度檢測器3、速度給定器4、 DSP處理器5和輸出接口電路6，行程檢測器1，行程給定器2，速度檢測器3，速度給定器4 均與DSP處理器5的輸入端連接；DSP處理器的輸出端通過輸出接口電路與提升機功率控制系統(tǒng)連接?？刂品椒ㄊ紫壤梦恢脵z測器檢測煤礦提升機絞車行程，從而使控制器實現(xiàn)對提升機位置的控制；利用行程檢測器檢測行程，利用速度檢測器檢測提升或下放速度等物理量，然后對檢測到的物理量在信號級回路匯總進行數(shù)據(jù)采樣，采樣之后得到的是電壓量， 將電壓量數(shù)據(jù)送入控制器作為控制依據(jù)；
行程給定器所輸出的行程給定值7以及速度給定器所輸出的速度給定值8經(jīng)三段式給定處理環(huán)節(jié)9后，輸出的值均為滿足三段式的控制方法的行程給定值和速度給定值，行程檢測器1所測得的實際行程值10和滿足三段式控制方法的行程給定值經(jīng)行程調節(jié)器后，再輸入到速度調節(jié)器，同時滿足三段式控制方法的速度給定值以及由速度檢測器3檢測到的實際速度值均輸入到速度調節(jié)器14，最后速度調節(jié)器14的輸出值和加速度控制器12的輸出值輸入到力矩計算環(huán)節(jié)15，計算得到最終的力矩。在DSP處理器5的內部利用軟件程序對接收到的信息進行運算處理，各個環(huán)節(jié)和調節(jié)器以及數(shù)值均以程序的形式實現(xiàn)。在圖1中，實行程檢測器1采用GP2Y0A700K0F型紅外測距傳感器，速度檢測器3 采用AVM58N型碼盤，行程給定器2采用一般手柄，速度給定器4采用普通按鈕。行程檢測器1，行程給定器2，速度檢測器3，速度給定器4所輸出的值均轉化為電流信號，電流信號經(jīng)采樣處理后傳送給DSP處理器。DSP處理器3采用TI公司的TMS320F283;35型DSP處理器，在該控制芯片中利用程序實現(xiàn)控制算法的數(shù)字化。在圖2中，行程給定器所輸出的行程給定值7以及速度給定器所輸出的速度給定值8經(jīng)三段式給定處理環(huán)節(jié)9后，輸出的值均為滿足三段式的控制方法的行程給定值和速度給定值，行程檢測器1所測得的實際行程值10和滿足三段式控制方法的行程給定值經(jīng)行程調節(jié)器后輸出到速度調節(jié)器，同時滿足三段式控制方法的速度給定值以及有速度檢測器 3檢測到的實際速度值均輸入到速度調節(jié)器14，最后速度調節(jié)器14的輸出值和加速度控制器12的輸出值輸入到力矩計算環(huán)節(jié)15，計算得到最終的力矩。在圖3中，三段式S型速度給定曲線速度設置為三個階段，分別是加速階段16，勻速階段17和減速階段18。該方法摒棄了爬行段及平層段，使提升機在安全可靠的基礎上運行效率達到最優(yōu)成為可能。采用三段式S型曲線，即加速、勻速和減速3個階段，可以在安全可靠的基礎上大大地提高提升效率。圖2中三段式處理環(huán)節(jié)9就是依照圖3的三段式 S曲線設定的。所述的DSP處理器的型號為TMS320F28335 ；實行程檢測器1采用GP2Y0A700K0F型
紅外測距傳感器，速度檢測器3采用AVM58N型碼盤，行程給定器2采用一般手柄，速度給定器4采用普通按鈕。
權利要求
1.一種三段式速度給定礦井提升機控制裝置，其特征是該控制裝置包括行程檢測器、行程給定器、速度檢測器、速度給定器、DSP處理器和輸出接口電路，行程檢測器、行程給定器、速度檢測器、速度給定器均與DSP處理器的輸入端連接；DSP處理器的輸出端通過輸出接口電路與提升機功率控制系統(tǒng)連接。
2.一種三段式速度給定礦井提升機控制方法，其特征是控制方法首先利用位置檢測器檢測煤礦提升機絞車行程，從而使控制器實現(xiàn)對提升機位置的控制；利用行程檢測器檢測行程，利用速度檢測器檢測提升或下放速度等物理量，然后對檢測到的物理量在信號級回路匯總進行數(shù)據(jù)采樣，采樣之后得到的是電壓量，將電壓量數(shù)據(jù)送入控制器作為控制依據(jù)；行程給定器所輸出的行程給定值以及速度給定器所輸出的速度給定值經(jīng)三段式給定處理環(huán)節(jié)后，輸出的值均為滿足三段式的控制方法的行程給定值和速度給定值，行程檢測器所測得的實際行程值和滿足三段式控制方法的行程給定值經(jīng)行程調節(jié)器后，再輸入到速度調節(jié)器，同時滿足三段式控制方法的速度給定值以及由速度檢測器檢測到的實際速度值均輸入到速度調節(jié)器，最后速度調節(jié)器的輸出值和加速度控制器的輸出值輸入到力矩計算環(huán)節(jié)，計算得到最終的力矩。
全文摘要
一種三段式速度給定礦井提升機控制方法及裝置，該控制裝置的行程檢測器、行程給定器、速度檢測器、速度給定器均與DSP處理器的輸入端連接；DSP處理器的輸出端通過輸出接口電路與提升機功率控制系統(tǒng)連接。該控制方法利用位置檢測器檢測煤礦提升機絞車行程，使控制器實現(xiàn)對提升機位置的控制；利用行程檢測器檢測行程，利用速度檢測器檢測提升或下放速度等物理量，然后對檢測到的物理量在信號級回路匯總進行數(shù)據(jù)采樣，采樣之后得到的是電壓量數(shù)據(jù)送入控制器作為控制依據(jù)。優(yōu)點本裝置采用行程內反饋的三段式速度給定提升機控制方法，提升速度快，控制精度高，而且結構簡單、操作方便。
文檔編號B66B1/28GK102275788SQ20111015755
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者于月森, 伍小杰, 吳瑋, 姜建國, 左東升, 常林, 徐立華, 戴鵬, 王貴峰, 趙文翰 申請人:中國礦業(yè)大學, 徐州寶迪電氣有限公司