一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，包括提升機和井架，井架上部安裝天輪，井架底部安裝井口煤倉，提升機通過皮帶與天輪相連，天輪還通過鋼絲繩上下掛接多個箕斗，井口煤倉斜上方安裝有卸載曲軌；礦井內(nèi)的設(shè)置有翻車機，翻車機斜下方設(shè)置有井底煤倉，井底煤倉出口設(shè)置有給煤機，給煤機末端連接裝載設(shè)備，裝載設(shè)備出口正對著箕斗，其特征在于：提升機和主PLC連接，主PLC與OPC服務(wù)器連接，OPC服務(wù)器通過因特網(wǎng)與診斷服務(wù)器連接；提升機還通過數(shù)字恒減速制動控制器控制。本實用新型采用基于OPC服務(wù)器的遠程監(jiān)測技術(shù)和基于PLC的全數(shù)字式恒減速制動控制器，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、節(jié)能性、可靠性、維護性和智能化水平。
【專利說明】一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤礦自動化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]煤礦礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要組成部分，是聯(lián)系地面和井下的咽喉要道。礦井提升系統(tǒng)擔(dān)負著提升全礦的煤、材料、設(shè)備及人員的重要工作，在礦井生產(chǎn)中占有特別重要的地位。其轉(zhuǎn)運的安全性、可靠性、經(jīng)濟性不僅影響整個礦山的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。所以，提升系統(tǒng)的設(shè)計要科學(xué)、合理，確保提升設(shè)備高效、安全、可靠地運行。而煤礦礦井提升系統(tǒng)的提升機是煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，被稱為“礦井的咽喉”，對其的控制、監(jiān)測和維護關(guān)系到整個提升系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，也對煤礦企業(yè)生產(chǎn)的效率、經(jīng)濟與安全起直接作用。
[0003]一方面，對提升機的控制應(yīng)用最廣泛的是液壓制動技術(shù)，它涉及到機、電、液等多方面技術(shù)。理論和實踐表明，恒減速制動是最適合礦井提升機的液壓制動系統(tǒng)。目前，擁有恒減速制動控制技術(shù)的31212吧、八88公司基本處于國際領(lǐng)先水平，其中31212吧公司的最佳安全制動技術(shù)是真正意義上的恒減速。恒減速制動控制最顯著優(yōu)點是高性能、高穩(wěn)定、高可靠和智能化，但國內(nèi)恒減速制動的使用還不足提升機總量的5%，且與國外同類產(chǎn)品相比穩(wěn)定性可靠性差，智能化水平低。國外設(shè)備雖好，但系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴且備件困難。
[0004]另一方面，提升機監(jiān)測，是指在提升機運行過程中或停機過程中，對提升機的運行工藝參數(shù)，工況參數(shù)，運行參數(shù)進行監(jiān)測，并根據(jù)這些參數(shù)，估計出提升設(shè)備的運行狀態(tài)，對提升設(shè)備的早期故障給出預(yù)測。按照監(jiān)測的實時性、記錄的連續(xù)性，可以把對提升設(shè)備的監(jiān)測分為離線監(jiān)測和在線監(jiān)測。鑒于礦井提升機在煤礦中的重要作用，以及傳統(tǒng)離線監(jiān)測方法的固有缺陷，客觀上要求對提升機進行在線連續(xù)監(jiān)測。但是，國內(nèi)目前在提升機監(jiān)測技術(shù)上方案不夠系統(tǒng)，應(yīng)用不夠廣泛，也嚴重制約著礦井提升系統(tǒng)的整體性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其采用基于？IX的？麗控制技術(shù)的新型全數(shù)字式恒減速制動控制器，提高了制動器的性能、穩(wěn)定性、節(jié)能性、可靠性和智能化，提升系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，制動平滑，各項性能指標均符合設(shè)計要求，提高了制動系統(tǒng)的制動平穩(wěn)性和安全性，對提高礦山關(guān)鍵設(shè)備的安全可靠性、礦井的安全生產(chǎn)水平及生產(chǎn)效率都具有重要意義；另一方面，本系統(tǒng)把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備監(jiān)測技術(shù)進行有機結(jié)合，高效地解決了現(xiàn)場設(shè)備與遠程應(yīng)用設(shè)備之間的實時通信問題，為進一步實現(xiàn)提升機故障診斷提供了安全可靠的實時數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)的維護性。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，包括設(shè)置在地面上的提升機和井架，井架上部安裝天輪，井架底部安裝井口煤倉，提升機通過皮帶與天輪相連，天輪還通過鋼絲繩上下掛接多個箕斗，井口煤倉斜上方安裝有卸載曲軌；地面下的礦井內(nèi)的水平通道內(nèi)設(shè)置有翻車機，翻車機斜下方設(shè)置有井底煤倉，井底煤倉出口設(shè)置有給煤機，給煤機末端連接裝載設(shè)備，裝載設(shè)備出口正對著箕斗，其特征在于:所述提升機與主連接，所述主與0？0服務(wù)器連接，所述0？0服務(wù)器通過因特網(wǎng)與診斷服務(wù)器連接；所述提升機包括滾筒和和與其信號輸入端連接的盤式制動器，所述盤式制動器的信號輸入端依次通過電液比例閥、開關(guān)式放大電路與所述主的？麗信號輸出端相連，所述滾筒的信號輸出端通過軸編碼器、模擬量輸入輸出采用擴展模塊與主？IX輸入端相連；所述主還與觸摸屏連接。
[0007]上述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述主？IX采用西門子？IX控制器 37-2000^226。
[0008]上述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏型號為10200。
[0009]上述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬量輸入輸出采用擴展模塊為剛235。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有一下優(yōu)點:
[0011]1、本實用新型采用基于？IX的？麗控制技術(shù)的新型全數(shù)字式恒減速制動控制器，提高了制動器的性能、穩(wěn)定性、節(jié)能性、可靠性和智能化，提升系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，制動平滑，各項性能指標均符合設(shè)計要求，提高了制動系統(tǒng)的制動平穩(wěn)性和安全性，對提高礦山關(guān)鍵設(shè)備的安全可靠性、礦井的安全生產(chǎn)水平及生產(chǎn)效率都具有重要意義；
[0012]2、把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備監(jiān)測技術(shù)進行有機結(jié)合，高效地解決了現(xiàn)場設(shè)備與遠程應(yīng)用設(shè)備之間的實時通信問題，為進一步實現(xiàn)提升機故障診斷提供了安全可靠的實時數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)的維護性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本實用新型的煤礦礦井提升系統(tǒng)遠程監(jiān)測示意圖；
[0014]圖2本實用新型的煤礦礦井提升系統(tǒng)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3本實用新型的提升機數(shù)字恒減速制動控制器硬件原理圖；
[0016]圖4為圖3中的開關(guān)式放大電路原理圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的【具體實施方式】:
[0018]如圖1、2所示，一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，包括設(shè)置在地面上的提升機1和井架3，井架3上部安裝天輪2，井架3底部安裝井口煤倉6，提升機1通過皮帶與天輪2相連，天輪2還通過鋼絲繩7上下掛接多個箕斗4，井口煤倉6斜上方安裝有卸載曲軌5 ；地面下的礦井內(nèi)的水平通道內(nèi)設(shè)置有翻車機8，翻車機8斜下方設(shè)置有井底煤倉9，井底煤倉9出口設(shè)置有給煤機10，給煤機10末端連接裝載設(shè)備11，裝載設(shè)備11出口正對著箕斗4，其特征在于:所述提升機1與主連接并通過主控制運轉(zhuǎn)，所述主與0？0服務(wù)器連接，所述0？0服務(wù)器通過因特網(wǎng)與診斷服務(wù)器連接。
[0019]其中，由于0？0 861-^61-的統(tǒng)一、開放和易于實現(xiàn)的特性，在提升機監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計中，通信接口全部采用標準的0？0接口。圖1中的0？0 861-^61-提供標準0？0接口的0001組件軟件，由于(1)1/0(1)1提供了進程透明性和位置透明性，0？0 801-^01-可以運行在不同的機器上，配置非常靈活，不需要專門為0？0 861-^61-設(shè)置具體硬件設(shè)備。與以往的遠程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，該方案具有兩個優(yōu)點:(1)基于開放的0？0技術(shù)，軟硬件系統(tǒng)都易于擴展，易于維護；(2)節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。
[0020]如圖3所示，所述提升機1包括滾筒和和與其信號輸入端連接的盤式制動器，所述盤式制動器的信號輸入端依次通過電液比例閥、開關(guān)式放大電路與所述主的？麗信號輸出端相連；所述滾筒的信號輸出端通過軸編碼器、模擬量輸入輸出采用擴展模塊與主
輸入端相連；所述主還與觸摸屏連接。其中，所述主采用西門子？IX控制器37-2000^226，所述觸摸屏型號為10200，所述模擬量輸入輸出采用擴展模塊為21235。
[0021]控制器？麗控制的關(guān)鍵如何產(chǎn)生高速響應(yīng)和可靠的？麗信號，西門子？IX37-2000^226可實現(xiàn)此設(shè)計要求，其？麗輸出可提供一個類似于模擬量輸出的數(shù)字量輸出?？刂破髦蟹糯箅娐凡捎瞄_關(guān)式放大電路，如圖4所示。制動器的調(diào)節(jié)器就是提升機原有的電液比例閥，執(zhí)行器是盤式制動器，而滾筒的轉(zhuǎn)速通過軸編碼器采集，模擬量輸入輸出采用擴展模塊￡1235 (^/0及0/八)作為現(xiàn)場的檢測單元進行信號分析處理，10200觸摸屏作為人機交互界面。
[0022]系統(tǒng)工作原理是:煤炭通過翻車機8運到井底，卸入井底煤倉9內(nèi)，通過給煤機10、裝載設(shè)備11裝入位于井底的箕斗4；同時位于井口的另一個箕斗4通過卸載曲軌5使其卸載閘門打開，將煤炭卸入井口煤倉6中，上下兩個箕斗分別與兩根鋼絲繩7連接，兩根鋼絲繩7繞過井架3上的天輪2后，以相反的方向纏于提升機的提升機1卷筒上，當(dāng)提升機1運轉(zhuǎn)時，鋼絲繩7 —上一下往返提升箕斗4和下放箕斗4，完成提升煤炭的任務(wù)。
[0023]同時，系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備通過主？IX現(xiàn)場采集提升機1的主要運行參數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h端服務(wù)器上，在服務(wù)器上對這些運行數(shù)據(jù)進行再處理，提取反映提升設(shè)備運行狀況的特征參數(shù)，從而判斷提升設(shè)備的運行狀態(tài)是否良好。在數(shù)據(jù)采集方面，該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與一般監(jiān)測系統(tǒng)本質(zhì)上一致。
[0024]在提升機1的控制方面，數(shù)字恒減速制動控制器原理如下:控制器制動方式為手動制動和自動制動兩種。其中手動制動是通過了0200觸摸屏直接輸入數(shù)字式指令，指令信號送到226，由處理后輸出預(yù)設(shè)值的控制信號，預(yù)設(shè)值控制信號以？麗信號的形式輸出，是由226的高速輸出點(00.0或00.1)脈沖輸出指令(913)得到，此？II信號尚不能直接驅(qū)動比例閥，須經(jīng)功率放大電路驅(qū)動，放大電路采用由達林頓管組成的開關(guān)式放大電路(如圖4所示),此？麗信號經(jīng)放大電路后驅(qū)動比例閥，比例閥調(diào)節(jié)油壓進而控制盤式制動器，制動器施加制動力矩于滾筒，滾筒的轉(zhuǎn)速由軸編碼器采集，并反饋給八/0轉(zhuǎn)換器21235，由其進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后反饋給0^,0^經(jīng)數(shù)字？10運算后再次利用00.0或㈨.1輸出？麗調(diào)整控制信號，如此循環(huán)進行，保證提升機減速度值(乂/?)在誤差范圍內(nèi)接近預(yù)設(shè)值，使其恒減速運行；自動制動是當(dāng)軸編碼器采集到的滾筒速度值或加速度值出現(xiàn)異常時，0？^根據(jù)反饋的速度信息，控制比例閥進行調(diào)壓，在安全度范圍內(nèi)進行緊急制動。上述過程中的？麗控制信號中包含了同頻率的脈動量，因此無需另加顫振信號。
[0025]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，包括設(shè)置在地面上的提升機(I)和井架(3)，井架(3)上部安裝天輪(2)，井架(3)底部安裝井口煤倉(6)，提升機(I)通過皮帶與天輪(2)相連，天輪(2)還通過鋼絲繩(7)上下掛接多個箕斗(4)，井口煤倉(6)斜上方安裝有卸載曲軌(5);地面下的礦井內(nèi)的水平通道內(nèi)設(shè)置有翻車機(8)，翻車機(8)斜下方設(shè)置有井底煤倉(9 )，井底煤倉(9 )出口設(shè)置有給煤機(10 )，給煤機(10 )末端連接裝載設(shè)備(11)，裝載設(shè)備(11)出口正對著箕斗(4)，其特征在于:所述提升機(I)與主PLC連接，所述主PLC與OPC服務(wù)器連接，所述OPC服務(wù)器通過因特網(wǎng)與診斷服務(wù)器連接；所述提升機(I)包括滾筒和和與其信號輸入端連接的盤式制動器，所述盤式制動器的信號輸入端依次通過電液比例閥、開關(guān)式放大電路與所述主PLC的PWM信號輸出端相連，所述滾筒的信號輸出端通過軸編碼器、模擬量輸入輸出采用擴展模塊與主PLC輸入端相連；所述主PLC還與觸摸屏連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述主PLC采用西門子PLC控制器S7-200CPU226。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏型號為TD200。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型節(jié)能煤礦礦井提升系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬量輸入輸出采用擴展模塊為EM235。
【文檔編號】B66B19/06GK204138110SQ201420571862
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】袁燁, 張濤 申請人:銀川華盛新科技術(shù)有限公司, 袁燁, 張濤