[发明专利]一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及提升机悬停锁罐张力释放控制装置及方法，属于矿山提升机控制技术领域。

背景技术

矿井是地下矿山的咽喉，而矿井提升系统是矿山安全生产的重要组成部分。矿井提升机是矿井井下和地面的联系桥梁，其主要是采用钢丝绳带动容器/罐笼等在井筒中升降，以完成输送物料或人员的任务，是矿山生产至关重要的大型设备，矿井提升机能否安全可靠的运行，将直接影响到煤矿生产人员的生命安全和煤矿的生产能力。

矿井提升系统的核心设备之一是提升容器/罐笼等，主要承担着物料或人员的上下井的承载任务，随着我国煤炭行业的高速发展，矿井提升系统的对象呈现深井、重物的发展态势，因此罐笼也趋于大型化，以满足现代矿井一体式、大型化、高重量设备的上下井的工作需求。当罐笼在立井与井口、井底等连接处进行装载及卸载重型设备时，由于提升钢丝绳终端载荷的变化，很容易引起钢丝绳的弹性伸缩，罐笼会因此突然上下窜动，使钢丝绳打滑以及操车设备作业困难，导致矿车冲击罐道以致罐道变形或损坏，甚至造成事故。与此同时，作为矿井提升机的一个重要组成部分，钢丝绳承担着悬挂提升容器(罐笼)和传递力矩的任务，其在提升过程中，特别是提升容器装载及卸载重型设备时受力较为复杂多样，不仅存在钢丝绳伸缩现象，而且当受到外力例如动静载荷、编捻力等，反复作用时，极易造成钢丝绳损坏，影响钢丝绳寿命，甚至会造成断绳等重大事故。

为此，为了确保矿井提升运行的可靠、安全，通常国内煤矿生产企业都在矿井上下停车位置设置承接锁罐装置，以降低重型设备进出罐笼时因钢丝绳伸缩而上下窜动，同时避免外力磨损钢丝绳。目前，国内立井罐笼提升中常用的罐笼承接锁罐装置多通过摇台、锁爪及驱动液压油缸实现，但在使用过程中仍存在一些问题。摇台承接时，罐笼呈全悬吊状态，罐笼与摇台硬连接，摇台从上面搭接罐笼的底盘，通过锁爪锁罐，能量变化主要集中在钢丝绳与摇台及锁爪间的转换，这需要对液压油缸进行准确控制，确保三者的同步工作，可补偿设备或货物等进罐时钢丝绳引起的弹性形变；当释放罐笼时，由于重型设备或货物出罐笼带来的载荷变化使钢丝绳弹性伸长量相应的发生变化而无法得到适当补偿，进而造成罐笼释放后上下浮动，其浮动量很容易超过安全裕量从而使钢丝绳打滑，对提升设备产生较大的冲击，不仅如此，如果液压压力过快释放，也容易导致钢丝绳和罐笼上下蠕动，液压压力释放过慢，使得驱动时间加长，降低煤矿生产运行效率，无法满足安全、高效生产的要求，因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种提升机悬停锁罐张力释放控制方法及装置，该方法实现短时乃至长时间罐笼的悬停精确控制，提高了安全性及可靠性，同时缩短物品进出罐笼的时间，降低了运行维护工作量，提高了生产效率。

为使矿井提升机控制装置具备短时乃至长时间悬停提升物的能力，同时可实现锁罐张力释放控制，本发明提供一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置，其特征在于，包括提升机、功率变换器、悬停张力释放控制系统、非线性电机控制系统、数据处理与数据交互系统、人机系统。功率变换器分别和提升机及非线性电机控制系统相连，悬停张力释放控制系统分别和非线性电机控制系统与数据处理与数据交互系统相连，人机系统输出控制信号与数据处理与数据交互系统进行数据交互。通过悬停控制配合逐步的释放张力实现的，通过对力矩的控制，达到钢丝绳缓慢释放，不上下抖动，从而保证罐笼平稳。

进一步，悬停张力释放控制系统包括速度控制器、悬停控制器、钢丝绳张力控制器、PLC控制器组成。所述的速度控制器分别与悬停控制器及钢丝绳张力控制器相连，悬停控制器分别和速度控制器、钢丝绳张力控制器相连，其输出端与非线性电机控制系统相连。速度控制器采集速度给定信号ω_ref和提升机实际转速ω_r，构成闭环控制，同时通过对速度信息量的比较、处理输出实际转速ω_r及其幅值|ω_r|、速度偏差量Δω_r及幅值|Δω_r|。