專利名稱：一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，特別是一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采用立井提升的礦井生產(chǎn)中，提升機的運行狀況直接關系到礦上的安全生產(chǎn)。目前，絕大多數(shù)立井提升機采用雙箕斗提升，當其空載時可認為提升機的阻力矩近似為零，在載重時提升機的阻力矩由提升貨物的重量產(chǎn)生。當機械閘松開，提升機進行啟動時，提升貨載的重量立即由電動機產(chǎn)生的啟動力矩承擔，即給電動機一個階躍負載。如果在電動機建立提升附加啟動力矩期間，電動機提供的提升啟動力矩小于提升系統(tǒng)的阻力矩，提升機會在重物的拖動下作下放運動，出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，且隨著重物的加重，反轉(zhuǎn)現(xiàn)象加劇，持續(xù)時間變長，直到二者平衡時提升機靜止，然后提升機才正向加速，提升系統(tǒng)進入正向加速階段， 這種反轉(zhuǎn)現(xiàn)象對礦井安全生產(chǎn)是非常不利的。目前，電動機的啟動停車普遍采用雙閉環(huán)控制，由于電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的延遲環(huán)節(jié)必然會導致提升機倒轉(zhuǎn)，為解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)采用微分前饋的方法進行超前補償，使機械閘松開時電動機的啟動力矩大于重物的阻力矩，以避免倒轉(zhuǎn)。但在實際應用中，這種方法不能滿足提升系統(tǒng)在空載或輕載時對控制特性的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中礦井提升機提升系統(tǒng)空載或輕載啟動提升機反轉(zhuǎn)的技術(shù)問題。本實用新型提供一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，包括拉力傳感器，安裝在礦井提升機的箕斗上方，用以測量鋼絲繩的張力實時監(jiān)測負載重量值，并將檢測值傳送至發(fā)送裝置；發(fā)送裝置，與拉力傳感器連接，用以對接收到的檢測值進行放大調(diào)制處理，并通過無線的方式將調(diào)制后的信號發(fā)送出去；接收裝置，與發(fā)送裝置連接，用以無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，得到數(shù)字重量信號， 并將數(shù)字重量信號發(fā)送至單片機；單片機，與接收裝置連接，用以將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機；上位機，與單片機連接，用以綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；并根據(jù)實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開，若機械閘已斷開，則向控制器電動機輸出疊加電流信號，保證電動機啟動。依照本實用新型較佳實施例所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其發(fā)送裝置進一步包括[0012]第一調(diào)理電路，包括兩級第一電壓調(diào)理電路，用以對拉力傳感器的檢測值進行調(diào)理，使其具有一定的驅(qū)動能力；無線發(fā)射模塊，與調(diào)理電路連接，用以對檢測值進行功率放大后進行調(diào)制處理，并將調(diào)制后的信號發(fā)射出去。依照本實用新型較佳實施例所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其接收裝置進一步包括無線接收模塊，用以接收無線發(fā)射模塊發(fā)出的信號，并將接收到的信號進行解調(diào)還原后發(fā)送至第二電壓調(diào)理電路；第二電壓調(diào)理電路，與無線接收模塊連接，用以將信號調(diào)理到適合A/D轉(zhuǎn)換電路的電壓信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，與第二電壓調(diào)理電路連接，用以將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字重量信號。依照本實用新型較佳實施例所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其單片機進一步包括數(shù)據(jù)存儲模塊，用以存儲預先設定的提升機載重重量上限及下限值；附加階段判斷模塊，用以將數(shù)字重量信號與提升機載重重量上限及下限值進行比較，判斷提升機所處的附加階段；附加啟動力矩計算模塊，用以根據(jù)附加階段判斷模塊的判斷結(jié)果對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號；信號發(fā)送模塊，用以通過串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機。為達到上述目的，本實用新型還提供一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定方法，包括以下步驟(1)拉力傳感器測量鋼絲繩的張力實時檢測負載重量，并將檢測值傳送至發(fā)送裝置；(2)發(fā)送裝置接收檢測值對檢測值進行放大調(diào)制處理，并通過無線的方式將調(diào)制后的信號發(fā)送出去；(3)接收裝置接收發(fā)送裝置發(fā)送出的無線信號，將無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，得到數(shù)字重量信號，并將數(shù)字重量信號發(fā)送至單片機。(4)單片機接收數(shù)字重量信號，將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機；(5)上位機綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；(6)上位機實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開，若機械閘已斷開，執(zhí)行步驟(7)；否則，返回步驟(1)；(7)上位機向控制器電動機輸出疊加電流信號，保證電動機啟動。依照本實用新型較佳實施例所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定方法，該附加階段具體包括不附加階段、小附加階段和全附加階段，不附加階段適用于負載較輕情況下的啟動要求；小附加階段適用于一般負載情況下的要求；全附加階段適用于超載或緊急情況下的啟動要求。說明書
3/5頁依照本實用新型較佳實施例所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定方法，步驟(1)之前還包括預先設定提升機載重重量上限及下限，若載重重量小于重量下限，則處于不附加階段；若載重重量處于重量下限與重量上限之間，則處于小附加階段；若載重重量大于重量上限，則處于全附加階段。本實用新型通過在線載重測量裝置得到提升負載重量，經(jīng)單片機計算得到附加啟動力矩信號，解決了雙閉環(huán)控制中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速換的延時問題，較之現(xiàn)有微分前饋的超前補償方法，該方法可以通過單片機內(nèi)程序?qū)崟r計算所需啟動力矩，故能同時滿足提升機重載、輕載或空載下的啟動要求，避免提升機在啟動時出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。

圖1為本實用新型在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定方法的方法流程圖；圖2為本實用新型在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)的應用示意圖。圖3為本實用新型實施例的一種發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4為本實用新型實施例的一種接收裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖5為本實用新型實施例的一種單片機的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本實用新型。以下的實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。請參閱圖1，一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定方法，包括以下步驟Sll 拉力傳感器測量鋼絲繩的張力實時檢測負載重量，并將檢測值傳送至發(fā)送裝置；S12 發(fā)送裝置接收檢測值對檢測值進行放大調(diào)制處理，并通過無線的方式將調(diào)制后的信號發(fā)送出去；S13 接收裝置接收發(fā)送裝置發(fā)送出的無線信號，將無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，得到數(shù)字重量信號，并將數(shù)字重量信號發(fā)送至單片機。S14:單片機接收數(shù)字重量信號，將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機；S15:上位機綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；S16 上位機實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開，若機械閘已斷開，執(zhí)行步驟S17 ；否則，返回步驟Sll ；S17 上位機向控制器電動機輸出疊加電流信號，保證電動機啟動。[0049]上述的方法中，該附加階段具體包括不附加階段、小附加階段和全附加階段，不附加階段適用于負載較輕情況下的啟動要求；小附加階段適用于一般負載情況下的要求；全附加階段適用于超載或緊急情況下的啟動要求。另外，在本實用新型的方法中，步驟(1)之前還包括預先設定提升機載重重量上限及下限，若載重重量小于重量下限，則處于不附加階段；若載重重量處于重量下限與重量上限之間，則處于小附加階段；若載重重量大于重量上限，則處于全附加階段。不附加階段適用于負載較輕，由電動機產(chǎn)生的力矩完全可以在不反轉(zhuǎn)的情況下啟動；小附加階段適用于一般負載，即提升機全載的時候通過疊加此電流便可滿足要求；大附加階段則適用于提升機重物過重或出現(xiàn)緊急情況需要大力矩的時候。這些值均可在單片機中進行設定，當提升機完成啟動后可逐漸減小疊加的電流量，直到疊加量為零電動機正常運行，疊加量減小的快慢可根據(jù)實際情況而定。請同時參閱圖2至圖5，本實用新型還提供一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，包括拉力傳感器10、發(fā)送裝置11、接收裝置12、單片機13和上位機 14。拉力傳感器10安裝在箕斗20上方，測量鋼絲繩30的張力實時檢測負載重量，并將檢測值傳送至發(fā)送裝置11 ；發(fā)送裝置11通過無線的方式將信號發(fā)送出去；裝在井口 40 的接收裝置12接收信號，并將信號解碼處理后送入單片機13。單片機13根據(jù)接收到的數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線發(fā)送到上位機14。上位機綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，為電動機驅(qū)動部分送出疊加力矩所對應的電流信號。發(fā)送裝置11用以對接收到的檢測值進行放大調(diào)制處理，并通過無線的方式將調(diào)制后的信號發(fā)送出去，其進一步包括第一調(diào)理電路111，包括兩級第一電壓調(diào)理電路112，用以對拉力傳感器10的檢測值進行調(diào)理，使其具有一定的驅(qū)動能力；無線發(fā)射模塊113，與調(diào)理電路111連接，用以對檢測值進行功率放大后進行調(diào)制處理，并將調(diào)制后的信號發(fā)射出去。接收裝置12與發(fā)送裝置11連接，用以無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，得到數(shù)字重量信號，并將數(shù)字重量信號發(fā)送至單片機13，其進一步包括無線接收模塊121，用以接收無線發(fā)射模塊113發(fā)出的信號，并將接收到的信號進行解調(diào)還原后發(fā)送至第二電壓調(diào)理電路122 ；第二電壓調(diào)理電路122，與無線接收模塊121連接，用以將信號調(diào)理到適合A/D轉(zhuǎn)換電路123的電壓信號；A/D轉(zhuǎn)換電路123，與第二電壓調(diào)理電路122連接，用以將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字重
量信號。單片機13與接收裝置12連接，用以將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機14，其進一步包括數(shù)據(jù)存儲模塊131，用以存儲預先設定的提升機載重重量上限及下限值；[0063]附加階段判斷模塊132，用以將數(shù)字重量信號與提升機載重重量上限及下限值進行比較，判斷提升機所處的附加階段；附加啟動力矩計算模塊133，用以根據(jù)附加階段判斷模塊的判斷結(jié)果對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號；信號發(fā)送模塊134，用以通過串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機14。單片機13的控制分為三個階段不附加階段、小附加階段和全附加階段。不附加階段適用于負載較輕，由電動機產(chǎn)生的力矩完全可以在不反轉(zhuǎn)的情況下啟動；小附加階段適用于一般負載，即提升機全載的時候通過疊加此電流便可滿足要求；大附加階段則適用于提升機重物過重或出現(xiàn)緊急情況需要大力矩的時候。在本實用新型的上述實施例中，附加啟動力矩的值通過實時計算得到，其也可在單片機中預先進行設定，當提升機完成啟動后可逐漸減小疊加的電流量，直到疊加量為零電動機正常運行，疊加量減小的快慢可根據(jù)實際情況而定。上位機14與單片機13連接，用以綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；并根據(jù)實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開，若機械閘已斷開， 則向控制器電動機輸出疊加電流信號，保證電動機啟動。本實用新型通過在線載重測量裝置得到提升負載重量，經(jīng)單片機計算得到附加啟動力矩信號，解決了雙閉環(huán)控制中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速換的延時問題，較之現(xiàn)有微分前饋的超前補償方法，該方法可以通過單片機內(nèi)程序?qū)崟r計算所需啟動力矩，故能同時滿足提升機重載、輕載或空載下的啟動要求，避免提升機在啟動時出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術(shù)人員能思之的變化，都應落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其特征在于，包括 拉力傳感器，安裝在礦井提升機的箕斗上方，用以測量鋼絲繩的張力實時監(jiān)測負載重量值，并將檢測值傳送至發(fā)送裝置；發(fā)送裝置，與所述拉力傳感器連接，用以對接收到的檢測值進行放大調(diào)制處理，并通過無線的方式將調(diào)制后的信號發(fā)送出去；接收裝置，與所述發(fā)送裝置連接，用以所述無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，得到數(shù)字重量信號，并將所述數(shù)字重量信號發(fā)送至單片機；單片機，與所述接收裝置連接，用以將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號，然后經(jīng)由串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機；上位機，與所述單片機連接，用以綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；并根據(jù)實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開，若機械閘已斷開，則向控制器電動機輸出疊加電流信號，保證電動機啟動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送裝置進一步包括第一調(diào)理電路，包括兩級第一電壓調(diào)理電路，用以對拉力傳感器的檢測值進行調(diào)理，使其具有一定的驅(qū)動能力；無線發(fā)射模塊，與所述調(diào)理電路連接，用以對檢測值進行功率放大后進行調(diào)制處理，并將調(diào)制后的信號發(fā)射出去。
3.如權(quán)利要求1所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其特征在于，所述接收裝置進一步包括無線接收模塊，用以接收所述無線發(fā)射模塊發(fā)出的信號，并將接收到的信號進行解調(diào)還原后發(fā)送至第二電壓調(diào)理電路；第二電壓調(diào)理電路，與所述無線接收模塊連接，用以將信號調(diào)理到適合A/D轉(zhuǎn)換電路的電壓信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，與所述第二電壓調(diào)理電路連接，用以將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字重量信號。
4.如權(quán)利要求1所述的一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機進一步包括數(shù)據(jù)存儲模塊，用以存儲預先設定的提升機載重重量上限及下限值； 附加階段判斷模塊，用以將數(shù)字重量信號與提升機載重重量上限及下限值進行比較， 判斷提升機所處的附加階段；附加啟動力矩計算模塊，用以根據(jù)附加階段判斷模塊的判斷結(jié)果對數(shù)字重量信號進行運算，得到需要疊加的附加啟動力矩信號；信號發(fā)送模塊，用以通過串行總線將附加啟動力矩信號發(fā)送到上位機。
專利摘要本實用新型涉及一種在線檢測載重的礦井提升機附加啟動力矩給定系統(tǒng)，包括拉力傳感器，用以測量鋼絲繩的張力實時監(jiān)測負載重量值；發(fā)送裝置，用以對接收到的檢測值進行放大調(diào)制處理；接收裝置用以所述無線信號轉(zhuǎn)化成電壓信號；單片機，用以將數(shù)字重量信號與預先存儲的標準載重值進行比較，判斷提升機所處的附加階段，并根據(jù)判斷得到的附加階段對數(shù)字重量信號進行運算；上位機，用以綜合啟動力矩信號和附加啟動力矩信號，設定疊加力矩多對應的疊加電流信號；并根據(jù)實時監(jiān)測，判斷機械閘是否斷開保證電動機啟動。本實用新型能同時滿足提升機重載、輕載或空載下的啟動要求，避免提升機在啟動時出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。
文檔編號B66B1/30GK202245578SQ20112030194
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者吳瑋, 姜建國, 左東升, 徐亞軍, 戴鵬, 王貴峰, 羅* 申請人:上海交通大學