一種新型節能煤礦礦井提升系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型節能煤礦礦井提升系統，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；礦井內的設置有翻車機，翻車機斜下方設置有井底煤倉，井底煤倉出口設置有給煤機，給煤機末端連接裝載設備，裝載設備出口正對著箕斗，其特征在于：提升機和主PLC連接，主PLC與OPC服務器連接，OPC服務器通過因特網與診斷服務器連接；提升機還通過數字恒減速制動控制器控制。本實用新型采用基于OPC服務器的遠程監測技術和基于PLC的全數字式恒減速制動控制器，提高了系統的穩定性、節能性、可靠性、維護性和智能化水平。
【專利說明】一種新型節能煤礦礦井提升系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦自動化設備【技術領域】，尤其是涉及一種新型節能煤礦礦井提升系統。
【背景技術】
[0002]煤礦礦井提升系統是礦井生產系統中的重要組成部分，是聯系地面和井下的咽喉要道。礦井提升系統擔負著提升全礦的煤、材料、設備及人員的重要工作，在礦井生產中占有特別重要的地位。其轉運的安全性、可靠性、經濟性不僅影響整個礦山的生產，而且還涉及人員的生命安全。所以，提升系統的設計要科學、合理，確保提升設備高效、安全、可靠地運行。而煤礦礦井提升系統的提升機是煤礦生產的關鍵設備之一，被稱為“礦井的咽喉”，對其的控制、監測和維護關系到整個提升系統性能的優劣，也對煤礦企業生產的效率、經濟與安全起直接作用。
[0003]一方面，對提升機的控制應用最廣泛的是液壓制動技術，它涉及到機、電、液等多方面技術。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。目前，擁有恒減速制動控制技術的31212吧、八88公司基本處于國際領先水平，其中31212吧公司的最佳安全制動技術是真正意義上的恒減速。恒減速制動控制最顯著優點是高性能、高穩定、高可靠和智能化，但國內恒減速制動的使用還不足提升機總量的5%，且與國外同類產品相比穩定性可靠性差，智能化水平低。國外設備雖好，但系統復雜、價格昂貴且備件困難。
[0004]另一方面，提升機監測，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，工況參數，運行參數進行監測，并根據這些參數，估計出提升設備的運行狀態，對提升設備的早期故障給出預測。按照監測的實時性、記錄的連續性，可以把對提升設備的監測分為離線監測和在線監測。鑒于礦井提升機在煤礦中的重要作用，以及傳統離線監測方法的固有缺陷，客觀上要求對提升機進行在線連續監測。但是，國內目前在提升機監測技術上方案不夠系統，應用不夠廣泛，也嚴重制約著礦井提升系統的整體性能。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種新型節能煤礦礦井提升系統，其采用基于？IX的？麗控制技術的新型全數字式恒減速制動控制器，提高了制動器的性能、穩定性、節能性、可靠性和智能化，提升系統運行平穩可靠，制動平滑，各項性能指標均符合設計要求，提高了制動系統的制動平穩性和安全性，對提高礦山關鍵設備的安全可靠性、礦井的安全生產水平及生產效率都具有重要意義；另一方面，本系統把網絡技術與設備監測技術進行有機結合，高效地解決了現場設備與遠程應用設備之間的實時通信問題，為進一步實現提升機故障診斷提供了安全可靠的實時數據，提升了系統的維護性。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:一種新型節能煤礦礦井提升系統，包括設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；地面下的礦井內的水平通道內設置有翻車機，翻車機斜下方設置有井底煤倉，井底煤倉出口設置有給煤機，給煤機末端連接裝載設備，裝載設備出口正對著箕斗，其特征在于:所述提升機與主連接，所述主與0？0服務器連接，所述0？0服務器通過因特網與診斷服務器連接；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]上述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，其特征在于:所述主？IX采用西門子？IX控制器 37-2000^226。
[0008]上述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，其特征在于:所述觸摸屏型號為10200。
[0009]上述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，其特征在于:所述模擬量輸入輸出采用擴展模塊為剛235。
[0010]與現有技術相比，本實用新型有一下優點:
[0011]1、本實用新型采用基于？IX的？麗控制技術的新型全數字式恒減速制動控制器，提高了制動器的性能、穩定性、節能性、可靠性和智能化，提升系統運行平穩可靠，制動平滑，各項性能指標均符合設計要求，提高了制動系統的制動平穩性和安全性，對提高礦山關鍵設備的安全可靠性、礦井的安全生產水平及生產效率都具有重要意義；
[0012]2、把網絡技術與設備監測技術進行有機結合，高效地解決了現場設備與遠程應用設備之間的實時通信問題，為進一步實現提升機故障診斷提供了安全可靠的實時數據，提升了系統的維護性。
【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遠程監測示意圖；
[0014]圖2本實用新型的煤礦礦井提升系統現場結構示意圖；
[0015]圖3本實用新型的提升機數字恒減速制動控制器硬件原理圖；
[0016]圖4為圖3中的開關式放大電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結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，一種新型節能煤礦礦井提升系統，包括設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 ；地面下的礦井內的水平通道內設置有翻車機8，翻車機8斜下方設置有井底煤倉9，井底煤倉9出口設置有給煤機10，給煤機10末端連接裝載設備11，裝載設備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，所述主與0？0服務器連接，所述0？0服務器通過因特網與診斷服務器連接。
[0019]其中，由于0？0 861-^61-的統一、開放和易于實現的特性，在提升機監測系統的設計中，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-設置具體硬件設備。與以往的遠程數據通信系統結構相比，該方案具有兩個優點:(1)基于開放的0？0技術，軟硬件系統都易于擴展，易于維護；(2)節省了網絡的數據流量，提高了網絡的性能。
[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？麗控制的關鍵如何產生高速響應和可靠的？麗信號，西門子？IX37-2000^226可實現此設計要求，其？麗輸出可提供一個類似于模擬量輸出的數字量輸出。控制器中放大電路采用開關式放大電路，如圖4所示。制動器的調節器就是提升機原有的電液比例閥，執行器是盤式制動器，而滾筒的轉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，通過給煤機10、裝載設備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，當提升機1運轉時，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。
[0023]同時，系統監測設備通過主？IX現場采集提升機1的主要運行參數，通過網絡傳輸到遠端服務器上，在服務器上對這些運行數據進行再處理，提取反映提升設備運行狀況的特征參數，從而判斷提升設備的運行狀態是否良好。在數據采集方面，該系統的硬件結構與一般監測系統本質上一致。
[0024]在提升機1的控制方面，數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觸摸屏直接輸入數字式指令，指令信號送到226，由處理后輸出預設值的控制信號，預設值控制信號以？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信號尚不能直接驅動比例閥，須經功率放大電路驅動，放大電路采用由達林頓管組成的開關式放大電路(如圖4所示),此？麗信號經放大電路后驅動比例閥，比例閥調節油壓進而控制盤式制動器，制動器施加制動力矩于滾筒，滾筒的轉速由軸編碼器采集，并反饋給八/0轉換器21235，由其進行模數轉換后反饋給0^,0^經數字？10運算后再次利用00.0或㈨.1輸出？麗調整控制信號，如此循環進行，保證提升機減速度值(乂/?)在誤差范圍內接近預設值，使其恒減速運行；自動制動是當軸編碼器采集到的滾筒速度值或加速度值出現異常時，0？^根據反饋的速度信息，控制比例閥進行調壓，在安全度范圍內進行緊急制動。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，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種新型節能煤礦礦井提升系統，包括設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);地面下的礦井內的水平通道內設置有翻車機(8)，翻車機(8)斜下方設置有井底煤倉(9 )，井底煤倉(9 )出口設置有給煤機(10 )，給煤機(10 )末端連接裝載設備(11)，裝載設備(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服務器連接，所述OPC服務器通過因特網與診斷服務器連接；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.根據權利要求1所述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，其特征在于:所述主PLC采用西門子PLC控制器S7-200CPU226。
3.根據權利要求1所述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，其特征在于:所述觸摸屏型號為TD200。
4.根據權利要求1所述的一種新型節能煤礦礦井提升系統，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 優先權日:2014年9月30日
【發明者】袁燁, 張濤 申請人:銀川華盛新科技術有限公司, 袁燁, 張濤