提升机参数与上位机通信系统文献综述01.doc

矿用提升后备保护系统矿用提升机后备保护系统摘要：矿井提升机是采矿生产中的重要设备之一，其不仅直接影响矿井的生产，而且涉及到人员的生命安全。故其保护系统成为其中的重中之重，后备保护系统可以对提升机的运行状态进行检测，并将运行的参数与标准参数相比较，实现提升机电控系统的双线保护，提高安全性能。 关键词：提升机后备保护ARM1、概述提升机是矿井生产中的重要环节，矿井开采、井下所需物资的运送及人员的上下井等都是通过提升机运行实现的。 目前，提升机的保护基本上是单线保护，一旦发生问题可能导致严重后果。提升机综合后备保护装置，是在提升机原有保护功能上新增加的一套综合后备自动保护装置，并能使电控系统中的深度指示器部分纳入双线并行工作。且相互独立，使提升机的保护形成了双线，提高了安全性能。 国外的提升机安全保护体系分为设备安全保护和运行安全保护两大类：设备安全保护包括：l、高压配电部分；过流速断、过负荷、接地故障；2、低压配电部分：过流速断、接地故障；3、变压器：温度监测；4、可控硅交流器：过流速断、过负荷、接地故障、冷却风压和可控硅的监视、电源相序保护；5、电机：温度监测、冷却风压监测、电枢过电流、过电压监测、励磁电流监测；6、液压制动系统：液压站油位，油压、温度监测、油泵电机过负荷保护、制动闸动作监测等。运行安全保护包括：过卷保护；加，减速区、高速区过速保护、全程提升容器位置偏差监测和保护、计算机停机和网络通讯故障的监测、力矩失败监测、电流环、速度环反馈信号监测、停车开关、安全门开关的故障监测、滚筒反转、钢丝绳打滑监测、制动系统制动力、弹簧弹力监测等。2、工作原理后备保护器原理框图如图1所示。速度显示器位置计数器失效计时器 D传感器 R C继电器组ARM9 9260整形滤波 A传感器 提整形滤波 升 B传感器 机 电整形滤波 控 C传感器图1 后备保护器原理框图图1中，是以ARM为整机的控制中心，包含COM、MISC、SPI接口等。A传感器、B传感器、C传感器为霍尔传感器，安装在绞车电机轴上，用来检测电机轴的位移。测出A、B、C信号，即可换算出容器在井筒中的位置和容器的运行速度。A信号传感器同时收到失效计数器的计数输入端。传感器D为固定在机械深度指示器轴上的霍尔传感器，当深度指示器正常工作时，D传感器周期性的发出复位信号，清零失效计数器。ARM通过继电器组，将控制信号送到矿井提升机的电控回路，控制绞车的运行。后备保护器的主要控制功能有：当容器运行到减速点，后备保护器发出减速信号，使绞车减速；当容器运行到终点，如果容器不停止，并继续运行到过卷点，后备保护器声光报警，同时发出紧急制动信号，强迫容器停止运行，防止过卷事故的发生。3、系统功能1）报警功能以KHT12型提升机综合后备保护装置为例：装置面板上设置六个报警指示灯，分别为：等速段超速、减速段超速、2m/s超速、过卷故障、深指失效、卡箕斗故障。并且安装文本显示器TD220，具有故障状态记忆功能，安全制动停车能记忆并显示故障时容器的位置及速度。2) 提升深度、速度的显示采用数字式仪表实时显示提升容器的行程和速度，行程显示精度0.1m，速度显示精度0.1m/s，行程检测范围0999.9m或09999.9m，速度检测范围09.9m/s或099.9m/s。装置开机及自检后，提升容器位置值显示为0000.0状态，提升机停车时保持这种自锁状态，装置接到提升机运行的动作信号后，开锁并正常显示提升容器的位置值。右提升加计数，左提升减计数。提升容器的速度值显示不进入自锁程序，开机或自检后即能正常显示。3）保护功能： 等速段保护：在等速段，速度超过最大提升速度15时； 减速段保护：在减速段，速度超过设定的极限保护范围时； 爬行段保护：在爬行段，速度超过2m/s时； 过卷保护：当提升容器超过正常停车位置0.5m时应能发出保护控制信号，并伴有声光报警及安全制动； 深度指示器失效保护功能：当深度指示器失效时，行程在3m内装置发出声光信号，当容器接近终端2m/s限速点位置时，装置能发出保护控制信号，并伴有声光报警及安全制动； 卡箕斗保护功能：当箕斗被卡阻不能顺利通过卸载曲轨时，装置能发出保护控制信号，并伴有声光报警及安全制动；4) 等速段超速保护、爬行段限速保护、过卷保护功 能保 护 值方 式等速段超速保护超速15%保护继电器KA1动作，声光报警，并实现安全制动。爬行段限速保护 2m/s保护继电器KA1动作，声光报警，并实现安全制动。过卷保护超过正常停车位置0.5m保护继电器KA1动作，声光报警，并实现安全制动。当左提升过卷时，LED显示负值。5) 减速点后备保护 提升容器到达设定的减速位置，装置自动发送减速控制信号，装置继电器KA2动作并伴有声光信号指示。正常提升过程中，装置继电器KA2在每次提升过程中的减速点位置时都会动作，不论提升机电控系统的原减速信号是否正常动作。6) 深度指示器失效保护提升机运行时，装置对电机轴旋转编码器的信号与深度指示器失效传感器的信号进行比较，判断深度指示器是否失效。装置判断深度指示器失效后，行程在3m内，装置发出声光信号。7) 卡箕斗保护箕斗卡阻不能顺利通过卸载曲轨时，保护继电器动作，并伴有声光报警，允许松绳量4.3m。箕斗正常运行下放时，经过井筒传感器，装置会收到井筒传感器动作信号，否则为卡箕斗故障。 8) 故障状态记忆 当出现等速段超速、减速段超速、卡箕斗、深度指示器失效、2m/s区超速、过卷中的任何一项故障时，该时刻的提升容器位置值、速度值，故障名称、提升方向、时间被保存在装置的数据库内，可以在提升机停车后在文本显示器TD220上查看。在同一提升过程中(没有改变提升方向的情况下)，如果出现一个以上的故障，故障状态的指示灯都会被记忆，但提升容器位置值、速度值和提升方向、故障时间只保留第一次出现故障的内容。9) 提升方向指示右提升时装置前面板上的上提指示灯绿灯亮；右下降时，装置前面板上的下放指示灯红灯亮。 提升机在任何位置停车后，提升方向指示灯表示为停车前提升容器的运行方向，指示灯为闪烁状态。说明：为了防止提升司机因停车不准确造成不能正常装卸或其它原因,反方向调整提升容器位置时，形成提升机停车时提升方向显示的改变，此时装置设定。提升容器只有连续位移超过一米时，才改变提升机停车时提升方向的指示状态。4、装置在设计上遵循的原则（1） 装置应提高提升系统的安全水平，要做到由于装置自身故障或突然断电造成装置失效或退出运行时，不应导致紧急制动或影响原系统的正常运行。（2） 装置各项功能的实现不应该依赖于原电控系统及深度指示器。（3） 凡采用间接测量容器行程的，应在井筒中（即容器实际运行的装置中）设置双码同步校正开关，以保证行程及速度的测量精度。（4） 装置应具有良好的电磁兼容性，使其能适应绞车房的强电磁干扰环境。应采取各种有效的抗干扰措施，保证测量精度及各项保护功能的可靠实现。（5） 应根据保护功能的要求设置输出继电器及适当的触点开闭方式。（6） 所有配套的传感器应选用定型产品，并筒内装设的开关必须是经防爆检验的合格产品。（7） 装置应有完整的自检功能，能及时发现并显示所配传感器的故障。（8） 应力求减少对人的依赖，能方便的投入或退出运行，便于安装、调试及检修保护。参考文献1KHT12矿用后备保护仪使用说明书，山西科达自控工程技术有限公司，2005。2期刊论文 吴永祥、周孟然、周小杰等 一种新型的矿井提升机运行速度后备保护 煤矿机电 2004。3期刊论文 陆嘉、张新 矿井提升机综合后备保护装置 煤矿机械 2006,27（12）。4期刊论文 张新 矿井提升机综合后备保护装置的研制 煤矿机械2007,33（9）。5期刊论文 李媛 KHT12矿井提升机综合后备保护装置的研究与应用 科技情报开发与经济2009,19（28）。6学位论文 陆嘉 矿井提升机综合后备保护装置 2007。7学位论文 魏东 副井提升机井筒信号及后备保护的研究 2003。8期刊论文 宋忠典 矿井提升机后备保护器设计 1996,4（66）。9潘新民编微型计算机与传感器技术 人民邮电出版社 1988。10梁南丁、周雯编矿山机械设备电气控制 中国矿业大学出版社 2009。11期刊论文 能昌信、刘琳、丛俊杰 矿井提升信号通讯系统的抗干扰设计 河北建筑科技学院学报 2002,3（1）。12杭州启扬智能科技有限公司 ATMEL9260工