[實(shí)用新型]基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120302007.0
• 申請(qǐng)日: 2011-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN202226491U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜建國(guó);左東升;戴鵬;徐亞軍;吳瑋;王貴峰;羅*
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B66B1/28
• 分類號(hào): B66B1/28;B66B19/06
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制方法，特別涉及一種基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

礦井提升機(jī)是在兩定點(diǎn)間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備。正是由于這樣的工藝特點(diǎn)，就要求提升機(jī)的控制系統(tǒng)停車定位準(zhǔn)確，運(yùn)行高效和保護(hù)完善。對(duì)于提升機(jī)的控制終究是對(duì)于行程(位置)的控制。因此行程控制在提升機(jī)電控系統(tǒng)中具有重要的地位。

目前部分提升機(jī)控制系統(tǒng)，減速段速度給定信號(hào)是按時(shí)間給定的，其特點(diǎn)是不論提升機(jī)運(yùn)行速度多大，都按恒定減速度減速，這樣運(yùn)行速度發(fā)生變化時(shí)，減速距離也是變化的。如果減速點(diǎn)位置不變，勢(shì)必造成爬行距離的變化。也就是說(shuō)，如果本次提升機(jī)運(yùn)行時(shí)速度高，則減速距離長(zhǎng)，爬行距離短。反之則減速距離短，爬行距離長(zhǎng)，從而影響了提升周期。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，部分提升機(jī)系統(tǒng)采用了基于S形速度運(yùn)行曲線的定點(diǎn)減速的方法。

S形速度運(yùn)行曲線可以分為啟動(dòng)加速段、勻速段、一減速段、勻速段和二簡(jiǎn)制動(dòng)段5個(gè)階段，定點(diǎn)減速的S形速度給定是由控制系統(tǒng)計(jì)算箕斗(提升容器)的實(shí)際位置，再利用硬件減速開關(guān)或軟件內(nèi)設(shè)定系統(tǒng)減速點(diǎn)。當(dāng)箕斗位置到達(dá)減速點(diǎn)后，由控制系統(tǒng)按照設(shè)定參數(shù)產(chǎn)生S形速度給定曲線。定點(diǎn)減速方法，減速點(diǎn)位置固定，且一般按照提升機(jī)最大運(yùn)行速度設(shè)置。但是，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行速度低于最大速度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大一段爬行速度，降低了提升機(jī)的運(yùn)行效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制系統(tǒng)，以解決礦井提升機(jī)的運(yùn)行效率低的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提出一種基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括：

一行程傳感器，安裝于井筒繩索上；

一速度傳感器，安裝于箕斗上；

一數(shù)字信號(hào)處理器，分別與該行程傳感器及該速度傳感器相連，用于根據(jù)實(shí)際行程值和系統(tǒng)參數(shù)分別計(jì)算當(dāng)前的加速度給定、S形速度給定和行程給定；

一行程調(diào)節(jié)器，分別與該行程傳感器及該數(shù)字信號(hào)處理器相連，用于對(duì)箕斗的行程進(jìn)行閉環(huán)控制；

一速度調(diào)節(jié)器，分別與該速度傳感器、該行程調(diào)節(jié)器及該數(shù)字信號(hào)處理器相連，用于對(duì)箕斗的速度進(jìn)行閉環(huán)控制；

一力矩計(jì)算器，分別與該速度調(diào)節(jié)器及該數(shù)字信號(hào)處理器相連，用于對(duì)箕斗的加速度進(jìn)行閉環(huán)控制。

進(jìn)一步的，數(shù)字信號(hào)處理器為TMS320F2812芯片。

進(jìn)一步的，行程傳感器為TD-1系列LVDT傳感器。

進(jìn)一步的，速度傳感器為ME9602傳感器。

進(jìn)一步的，所述的系統(tǒng)參數(shù)為額定加速度、額定速度變化率和額定轉(zhuǎn)速。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型可以根據(jù)提升機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度及行程，實(shí)時(shí)計(jì)算提升機(jī)的S形速度給定曲線，準(zhǔn)確地控制提升機(jī)的行程，使提升機(jī)的運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制系統(tǒng)的一種實(shí)施例架構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型基于效率最優(yōu)的礦井提升機(jī)行程閉環(huán)控制方法的一種實(shí)施例流程圖。

具體實(shí)施方式

提升機(jī)行程控制，就是對(duì)提升機(jī)的行程進(jìn)行信號(hào)采樣，根據(jù)設(shè)計(jì)確定的行程-速度曲線，計(jì)算出速度給定值，經(jīng)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制提升機(jī)的運(yùn)行速度。提升機(jī)的行程控制主要完成按照行程原則產(chǎn)生S形速度給定和行程閉環(huán)控制功能。

為使提升機(jī)的運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)，根據(jù)提升機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度及行程，實(shí)時(shí)計(jì)算提升機(jī)的S形速度給定曲線。這種方法產(chǎn)生的速度圖為三段式速度圖，其減速是固定的，而減速點(diǎn)是變化的，因此無(wú)需設(shè)置減速點(diǎn)開關(guān)。行程控制軟件根據(jù)檢測(cè)的行程實(shí)際值，以及系統(tǒng)設(shè)定的額定加(減)速度，額定加速度變化率，額定轉(zhuǎn)速等系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)時(shí)運(yùn)算出當(dāng)前的加速度給定、速度給定和行程給定。

雖然系統(tǒng)采用了按照行程原則的S形速度給定方式，但是由于調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器采用的是PI調(diào)節(jié)器(即比例和積分調(diào)節(jié)器，本實(shí)用新型中的行程調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器和力矩計(jì)算器均為PI調(diào)節(jié)器)，速度控制只是穩(wěn)態(tài)無(wú)差，而對(duì)于速度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程是有差的，這必然會(huì)造成行程控制上的誤差。由于系統(tǒng)取消了爬行段，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)行程的精確控制，系統(tǒng)采用了行程調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)行程的閉環(huán)控制。