一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法，通过实时检测每个盘式制动器闸瓦的位置信息得到闸瓦的磨损量，并通过判断闸瓦的磨损程度的不同划分磨损等级，按照磨损等级制定平均分配、比例分配和指数分配三种制动力分配模式，进而动态调整每个盘式制动器的设定制动压力，利用油压传感器的反馈压力信号，采用压力闭环的控制方法实现盘式制动器对设定制动压力的跟踪控制，实现了基于闸瓦磨损量的矿井提升机多通道制动系统协同制动控制，避免了由闸瓦不均匀磨损导致的单个或多个盘式制动器使用寿命降低，制动性能下降以及制动失效等问题，从而提高了制动系统的使用安全性与可靠性。与可靠性。与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法


[0001]本专利技术涉及矿井提升机
，具体涉及一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法。

技术介绍

[0002]矿井提升机作为煤炭生产中负责提升材料和设备、升降人员等任务的关键设备，其安全可靠性不仅直接影响整个矿井的生产和经济效益,而且最重要的是关系到矿工的生命安全。制动装置作为提升机最为关键的安全保障设备，其运行安全性对矿物生产以及矿工的生命安全有着极其重要影响。随着矿井提升机对运力要求的不断提升，以及对安全性要求的提高，研究人员研发出了一种多通道制动系统，以提升矿井提升机制动过程中的安全性，每个独立盘式制动器通道根据相同的减速指令信号和同一速度反馈信号实现提升机的恒减速制动。在这种方式下，每个盘式制动器获得相同的制动力给定信号，由单独的比例换向阀驱动完成制动力跟踪控制，理论上在制动时每个盘式制动器会保持相同的制动压力，但是由于液压管路布置差异，制动器安装误差，换向阀压力流量特性，盘式制动器响应特性差异等因素必然会导致闸瓦出现不均匀磨损的问题，给每个盘式制动器相同的制动设定压力，往往会导致单个或多个盘式制动器闸瓦磨损加剧的现象，致使其制动性能下降，使用寿命降低甚至出现制动器失效等问题，不仅影响生产效率，而且给制动安全性带来巨大隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法，可实现制动力的动态分配，保证多个盘式制动器闸瓦的磨损一致性，解决了闸瓦不均匀磨损问题，从而提高了矿井提升机运行安全性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法，基于多通道制动系统，包括多个盘式制动器，每个盘式制动器由一个独立的比例控制阀控制，在每个盘式制动器上安装有油压传感器和温度传感器；所述控制方法包括如下步骤：
[0005]步骤S1，利用位移传感器分别测定盘式制动器在完全松闸和压紧时闸瓦的初始位置信息x
is0
和x
iy0
，以及闸瓦初始厚度Δ
i0
，其中i表示第i个盘式制动器；
[0006]步骤S2，当提升机系统正式投入使用后，制动命令发出前，利用位移传感器记录盘式制动器完全松闸时的闸瓦位置x
is
，当制动命令发出后，记录盘式制动器完全压紧时闸瓦的位置x
iy
；
[0007]步骤S3，根据以上测定的盘式制动器的位置信息计算闸瓦磨损量Δ
i
，制动系统闸瓦总磨损量其中n为盘式制动器个数；制动器闸瓦平均磨损量根据以上物理量计算闸瓦平均磨损量相对于总磨损量的百分比λ
avg
，其计算公式为：
[0008][0009]步骤S4，计算第i个盘式制动器闸瓦磨损量相对于总磨损量的百分比λ
i
和闸瓦磨损率η
i
，其计算公式为：
[0010][0011][0012]步骤S5，通过比较λ
i
与λ
avg
，将盘式制动器闸瓦的磨损程度划分成3个磨损等级，当λ
i
≤k1λ
avg
时为I级磨损；当k1λ
avg
＜λ
i
≤k2λ
avg
时为II级磨损；当λ
i
＞k2λ
avg
时为III级磨损，根据盘式制动器闸瓦磨损等级不同，对总需求制动力F
ref
进行三种不同的分配方法，其中k1和k2是闸瓦磨损等级划分系数；
[0013]步骤S6，当盘式制动器闸瓦磨损等级为I级时，总制动力F
sum
服从平均分配原则，盘式制动器制动力分配值F
i
设定为
[0014][0015]步骤S7，当盘式制动器闸瓦磨损等级为II级时，总制动力F
sum
服从比例分配原则，盘式制动器制动力分配值F
i
设定为
[0016][0017]步骤S8，当盘式制动器闸瓦磨损等级为III级时，总制动力F
sum
服从指数分配原则，其值F
i
设定为
[0018][0019]步骤S9，完成盘式制动器的制动压力分配后，在比例换向阀的驱动下，利用安装于盘式制动器进油腔上的油压传感器所反馈的压力信号，实现盘式制动器对所分配制动力F
i
的闭环跟踪控制；
[0020]步骤S10，完成制动任务，实现制动力的动态分配，当需要进行下次制动操作时，重复步骤S1
‑
步骤S9。
[0021]进一步地，在步骤S7中，判断是否存在盘式制动器制动力分配值F
i
＞F
max
的情况，F
max
是单个盘式制动器所能提供的最大制动力，如果存在，说明该盘式制动器达到所能提供的最大制动力，即盘式制动器制动力饱和，检测达到制动力饱和的盘式制动器数量m，对于j个达到最大制动力的盘式制动器，其制动力分配值设定为F
j
＝F
max
,j＝1,...,m；计算剩余所需制动力F
sur
＝F
sum
‑
m
·
F
max
，对于n
‑
m 个未达到制动力饱和的盘式制动器进行制动力F
sur
的再分配，其制动力分配值F
i
设定为
[0022][0023]进一步地，在步骤S8中，判断是否存在盘式制动器制动力分配值F
i
＞F
max
的情况，如果存在，说明该盘式制动器达到所能提供的最大制动力，即盘式制动器制动力饱和，检测达到制动力饱和的盘式制动器数量m，对于m个达到最大制动力的盘式制动器，其制动力分配值设定为F
j
＝F
max
,j＝1,...,m；计算剩余所需制动力F
sur
＝F
sum
‑
m
·
F
max
，对于n
‑
m个未达到制动力饱和的盘式制动器进行制动力F
sur
的再分配，其制动力分配值F
i
设定为
[0024][0025]进一步地，若第i个盘式制动器的闸瓦磨损率η
i
≥η
max
，表示该盘式制动器的闸瓦失效，此时提升机停机检修，更换闸瓦后执行步骤S2，其中η
max
为设定闸瓦磨损率安全阈值。
[0026]进一步地，闸瓦磨损率的安全阈值η
max
取值范围为15％
‑
25％。
[0027]进一步地，闸瓦磨损程度等级划分系数k1取值范围为1.5
‑
2.5，k2取值范围为4.5
‑
5.5。
[0028]进一步地，所述比例控制阀为三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法，其特征在于，控制方法基于多通道制动系统，包括多个盘式制动器，每个盘式制动器由一个独立的比例控制阀控制，在每个盘式制动器上安装有油压传感器和温度传感器；所述控制方法包括如下步骤：步骤S1，利用位移传感器分别测定盘式制动器在完全松闸和压紧时闸瓦的初始位置信息x
is0
和x
iy0
，以及闸瓦初始厚度Δ
i0
，其中i表示第i个盘式制动器；步骤S2，当提升机系统正式投入使用后，制动命令发出前，利用位移传感器记录盘式制动器完全松闸时的闸瓦位置x
is
，当制动命令发出后，记录盘式制动器完全压紧时闸瓦的位置x
iy
；步骤S3，根据以上测定的盘式制动器的位置信息计算闸瓦磨损量Δ
i
，制动系统闸瓦总磨损量其中n为盘式制动器个数；制动器闸瓦平均磨损量根据以上物理量计算闸瓦平均磨损量相对于总磨损量的百分比λ
avg
，其计算公式为：步骤S4，计算第i个盘式制动器闸瓦磨损量相对于总磨损量的百分比λ
i
和闸瓦磨损率η
i
，其计算公式为：，其计算公式为：步骤S5，通过比较λ
i
与λ
avg
，将盘式制动器闸瓦的磨损程度划分成3个磨损等级，当λ
i
≤k1λ
avg
时为I级磨损；当k1λ
avg
＜λ
i
≤k2λ
avg
时为II级磨损；当λ
i
＞k2λ
avg
时为III级磨损，根据盘式制动器闸瓦磨损等级不同，对总需求制动力F
ref
进行三种不同的分配方法，其中k1和k2是闸瓦磨损等级划分系数；步骤S6，当盘式制动器闸瓦磨损等级为I级时，总制动力F
sum
服从平均分配原则，盘式制动器制动力分配值F
i
设定为步骤S7，当盘式制动器闸瓦磨损等级为II级时，总制动力F
sum
服从比例分配原则，盘式制动器制动力分配值F
i
设定为步骤S8，当盘式制动器闸瓦磨损等级为III级时，总制动力F
sum
服从指数分配原则，其值F
i
设定为步骤S9，完成盘式制动器的制动压力分配后，在比例换向阀的驱动下，利用安装于盘式
制动器进油腔上的油压传感器所反馈的压力信号，实现盘式制动器对所分配制动力F
i
的闭环跟踪控制；步骤S10，完成制动任务，实现制动力的动态分配，当需要进行下次制动操作时，重复步骤S1
‑
步骤S9。2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机多通道制动系统协同控制方法，其特征在于，在步骤S7中，判断是否存在盘式制动器制动力分配值F
i
＞F

【专利技术属性】
技术研发人员：汤裕，朱真才，沈刚，解辉，李翔，王威，柏德恩，彭玉兴，周公博，卢昊，王庆国，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：