一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及矿用提升机技术领域，公开一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置，所述方法采用的装置由安装在制动器上的位移传感器，通过采集卡/PLC与工控计算机相连；工控计算机通过闸控系统与伸缩的制动闸相连，其中闸控系统控制制动闸伸缩的电信号与采集卡/PLC相连。所述方法包括：顺向梯度法和逆向梯度法，顺或逆着数据采集顺序，对位移历程曲线上每个点，逐点测量它的顺或逆向梯度，通过比对顺或逆向梯度变化，测量出B点和E点位置，测量出制动闸空动时间Tb=(me-mb)·T。本发明专利技术与现有的空动时间测量方法相比，更符合制动闸空动时间的物理行为特征，具有测量数据精度高，实现方便简单，可以实时在线检测空动时间。

【技术实现步骤摘要】
一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置
本专利技术涉及矿用提升机
，尤其涉及一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度 方法及装置。
技术介绍
在国家《煤矿安全规程》2006版第四百三十一条中规定保险闸或保险闸第一级 由保护回路断电时起至闸瓦接触到闸轮上的空动时间：……，盘式制动闸不得超过0.3S， ...... 〇 提升机盘式制动器在闸控的松/合闸信号控制下松闸或合闸，松闸时，图1中油缸 5在压力油的油压P作用下，制动闸2松开，制动闸2和制动盘7之间有间隙，滚筒8可以 带动制动盘转动，提升机正常运转和提升，当罐笼或箕斗9提升到井口需要合闸制动，或者 正在提升过程中，产生紧急情况需要紧急制动时，在合闸信号或紧急制动信号作用下，油缸 5中压力油迅速放回油箱，油压降到零，在碟簧压力作用下，活塞推动制动闸压向制动盘制 动。制动闸从开始推向制动盘并到达与制动盘接触所经历的时间，就是制动闸空动时间。它 与制动闸作用在制动盘上制动的正压力密切相关，也与制动盘能否安全制动密切相关。在 二个制动盘的四个盘面周围，安装了 N个制动器，在提升机每一次合闸制动和每一次紧急 制动时，都必须实时测量每个制动闸共有N个的空动时间，以便实时监控每一次每个制动 闸的空动时间是否符合煤矿安全规程的要求。 制动闸的空动时间，一般在数百毫秒左右，在每一次合闸制动或每一次紧急制动 时，合闸信号或紧急制动信号只需要启动实时采集2-3秒的位移传感器数据，共2f - 3f个 数据，f是采样频率组成位移历程曲线。 2-3秒数据采集完后，计算机按照实时顺向梯度方法计算每一次的每一个制动闸 的位移历程曲线上每个点的顺向梯度，判断和找出B点和E点的采样点序号，由此计算它们 的空动时间。 2-3秒数据采集完后，计算机也可按照实时逆向梯度方法计算每一次的每一个制 动闸的位移历程曲线上每个点的逆向梯度，判断和找出E点和B点的采样点序号，由此计算 它们的空动时间。 目前测量盘式制动闸空动时间一般采用间接方式测量，不能完全和精确反映制动 闸空动时间的物理行为特征，精确度较低，误差较大，一般还需要附加硬件设施。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有盘式制动闸空动时间测量的不足之处，提供一种实时测 量盘式制动闸空动时间的梯度方法及装置。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度装置，包括：安装在制动器上的位移传感器、 采集卡/PLC、工控计算机和闸控，所述制动盘7上分布有N个制动闸2,每个伸缩制动闸2 的缸体上设置有位移传感器6 ;每个位移传感器6通过采集卡/PLC第一输入端与工控计算 机输入端相连；工控计算机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其中闸控系统控 制制动闸2伸缩的电信号与采集卡/PLC第二输入端相连。 一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度方法，包括：实时测量制动闸空动时间 的顺向梯度方法和实时测量制动闸空动时间的逆向梯度方法， 1、实时测量制动闸空动时间的顺向梯度方法，其步骤如下： 1. 1.在盘式制动闸的紧急制动或常规合闸制动过程中，在闸控系统控制下，采集卡/ PLC以周期T或频率f连续采集位移传感器6的位移值，送给工控计算机，对采集的位移传 感器位移值组成制动闸合闸位移历程曲线，它分成三段： (a) 紧急制动或常规合闸制动过程开始前的稳态段F，制动闸处于完全松闸不移动状 态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度< α ; (b) 紧急制动或常规合闸制动过程暂态段G，制动闸正在推向制动盘，它的顺向位移值 变化，即顺向梯度彡α ; (c) 紧急制动或常规合闸制动过程结束后稳态段Η，制动闸处于压在制动盘上制动，制 动闸的位移不再变动的状态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度< α，α是顺向梯度的阈 值，阈值与周期Τ相关； 1.2.实时制动闸合闸位移历程曲线稳态段F与暂态段G的交点Β是紧急制动或常规 合闸制动过程开始点，也是制动闸开始推向制动盘的时间点，它的采样点序号mb和采样点 时间tmb, tmb=tQ+mb · T,在B点向左的点i, i < mb,对应历程曲线上点的顺向梯度< α，在 Β点mb及其向右至Ε点间的点i为：mb彡i < ，对应历程曲线上的顺向梯度彡α ; 1. 3.实时制动闸合闸位移历程曲线暂态段G与稳态段Η的交汇点Ε是紧急制动或常 规合闸制动过程的结束点，也是制动闸刚刚推到与制动盘接触的时间点，它的采样点序号 me和采样点时间tme，tme= tQ+me · Τ，在历程曲线Ε点及其向右的点i为：i彡me的顺向梯度 < α ; 1.4.实时制动闸合闸位移历程曲线上采样点序号i的顺向梯度g(i)= |d(i+l)-d⑴ ，d(i)和d(i+l)分别为采样点序号i和i+1的位移历程曲线上的位移采样值； 1. 5.从采样点序号0开始，顺着数据采集顺序，对实时制动闸合闸位移历程曲线上每 个点，逐点测量它们的顺向梯度，通过比对顺向梯度变化，测量出B点和E点位置的采样点 序号m b和me ; 1. 6.根据步骤1. 1，1. 2,1. 3,1. 4和1. 5所述的实时测量制动闸空动时间的顺向梯度 法，测量到的实时制动闸合闸位移历程曲线上B点和E点位置，即采样点序号mb和m e，由此 测量到制动闸空动时间Tb=(me-mb) ·Τ ;其流程如下： a. 开始，当i=〇,经顺向梯度W为g(i)= |d(i+l)_d(i) |计算，当判断W彡α，点i在 mb < i < 区间，继续下一步，否则经i= i+Ι返回至对顺向梯度W计算； b. 当mb=i，i= i+1，经顺向梯度W= |d(i+l)-d(i) |计算，当判断1< α，点i在i彡me 区间，继续下一步，否则经i= i+1返回至对顺向梯度W计算； c. 当m^i,经制动闸空动时间Tb= (n^-nib) · T计算，得到顺向梯度W制动闸空动时间Tb 数据，工作完毕； 2)、实时测量制动闸空动时间的逆向梯度方法，其步骤如下： 2. 1.在盘式制动闸的紧急制动或常规合闸制动过程中，在闸控系统控制下，采集卡/ PLC以周期T或频率f连续采集位移传感器的位移值送给计算机，对采集的位移传感器位移 值组成制动闸合闸位移历程曲线，它分成三段： (1) 紧急制动或常规合闸制动过程开始前的稳态段F，制动闸处于完全松闸不移动状 态，它的逆向位移值变化，即逆向梯度< α ; (2) 紧急制动或常规合闸制动过程暂态段G，制动闸正在推向制动盘，它的逆向位移值 变化，即逆向梯度彡α ; (3) 紧急制动或常规合闸制动过程结束后稳态段Η，制动闸处于压在制动盘上制动，制 动闸的位移不再变动的状态，它的逆向位移值变化，即逆向梯度< α，α是逆向梯度的阈 值，阈值与周期Τ相关； 2. 2.实时制动闸合闸位移历程曲线稳态段Η与暂态段G的交点Ε是紧急制动或常规 合闸制动过程结束点，也是制动闸刚刚推到与制动盘接触的时间点，它的采样点序号1?和 采样点时间t me, 1^=1^+1? · T,在E点向右的点i (i > me)，对应历程曲线上点的逆向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度装置，其特征是：包括：安装在制动器上的位移传感器、采集卡/PLC、工控计算机和闸控，所述制动盘7上分布有N个制动闸2，每个伸缩制动闸2的缸体上设置有位移传感器6；每个位移传感器6通过采集卡/PLC第一输入端与工控计算机输入端相连；工控计算机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其中闸控系统控制制动闸2伸缩的电信号与采集卡/PLC第二输入端相连。

【技术特征摘要】
1. 一种实时测量盘式制动闸空动时间的梯度装置，其特征是：包括：安装在制动器上 的位移传感器、采集卡/PLC、工控计算机和闸控，所述制动盘7上分布有N个制动闸2,每个 伸缩制动闸2的缸体上设置有位移传感器6 ;每个位移传感器6通过采集卡/PLC第一输入 端与工控计算机输入端相连；工控计算机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其 中闸控系统控制制动闸2伸缩的电信号与采集卡/PLC第二输入端相连。2. 如权利要求1所述实时测量盘式制动闸空动时间的梯度装置的一种实时测量盘式 制动闸空动时间的梯度方法，其特征是：包括：实时测量制动闸空动时间的顺向梯度方法 和实时测量制动闸空动时间的逆向梯度方法， 实时测量制动闸空动时间的顺向梯度方法，其步骤如下： 1) .在盘式制动闸的紧急制动或常规合闸制动过程中，在闸控系统控制下，采集卡/ PLC以周期T或频率f连续采集位移传感器6的位移值，送给工控计算机，对采集的位移传 感器位移值组成制动闸合闸位移历程曲线，它分成三段： (a) 紧急制动或常规合闸制动过程开始前的稳态段F，制动闸处于完全松闸不移动状 态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度< α ; (b) 紧急制动或常规合闸制动过程暂态段G，制动闸正在推向制动盘，它的顺向位移值 变化，即顺向梯度彡α ; (c) 紧急制动或常规合闸制动过程结束后稳态段Η，制动闸处于压在制动盘上制动，制 动闸的位移不再变动的状态，它的顺向位移值变化，即顺向梯度< α，α是顺向梯度的阈 值，阈值与周期Τ相关； 2) .实时制动闸合闸位移历程曲线稳态段F与暂态段G的交点Β是紧急制动或常规 合闸制动过程开始点，也是制动闸开始推向制动盘的时间点，它的采样点序号m b和采样点 时间tmb, tmb=tQ+mb · T,在B点向左的点i, i < mb,对应历程曲线上点的顺向梯度< α，在 Β点mb及其向右至Ε点间的点i为：mb彡i < ，对应历程曲线上的顺向梯度彡α ; 3) .实时制动闸合闸位移历程曲线暂态段G与稳态段Η的交汇点Ε是紧急制动或常规 合闸制动过程的结束点，也是制动闸刚刚推到与制动盘接触的时间点，它的采样点序号1? 和采样点时间t me，tme= 1^+1? · T，在历程曲线E点及其向右的点i为：i彡的顺向梯度 < α ; 4) .实时制动闸合闸位移历程曲线上采样点序号i的顺向梯度g(i)= |d(i+l)_d(i) ，d(i)和d(i+l)分别为采样点序号i和i+1的位移历程曲线上的位移采样值； 5) .从采样点序号0开始，顺着数据采集顺序，对实时制动闸合闸位移历程曲线上每个 点，逐点测量它们的顺向梯度，通过比对顺向梯度变化，测量出B点和E点位置的采样点序 号m b和me ; 6) .根据步骤1. 1，1.2,1.3,1.4和1.5所述的实时测量制动闸空动时间的顺向梯度 法，测量到的实时制动闸合闸位移历程曲线上B点和E点位置，即采样点序号m b和，由此 测量到制动闸空动时间Tb=(me-mb) ·Τ ;其流程如下： a. 开始，当i=〇,经顺向梯度W为g(i)= |d(i+l)_d(i) |计算，当判断W彡α，点i在 mb < i < 区间，继续下一步，否则经i= i+Ι返回至对顺向梯度W计算； b. 当mb=i，i= i+1，经顺向梯度W= |d...

【专利技术属性】
技术研发人员：安玉良，张宏，田贵栋，索有为，姜海涛，马跃锋，刘灵华，田圣彬，郜福星，周宏铎，李娟，张伟，程爱学，黎启轩，李向阳，
申请(专利权)人：洛阳中重自动化工程有限责任公司，上海海迎蓝自动化测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41