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提升载荷监测之制动器硬件组成结构分析

发布时间:时间:2020/9/15 8:50:57人气:



一,提升载荷监控制动器系统功能概述


     (1),根据国内现有大部分煤矿提升机制动装置的特点以及对其主要故障的分析,笔者所设计的监测系统可对制动装置实时监测,监测的参数包括∶闸瓦间隙、碟簧正压力、卷筒转速、箕斗平位信号、液压站油压和油温,液压站不同回油管道的回油状态,以及安全制动的电压信号。

     (2),控制器通过对直接采集到的信号和已设置好的参数进行处理运算,可以监测总制动力矩、卷筒偏摆量、制动时提升机减速度、制动闸空动时间、二级制动延时时间、箕斗高度和闸瓦摩擦系数等参数,并实时显示在LCD显示器上。通过对参数进行分析处理,并运用故障树分析和专家系统原理123对制动装置进行故障诊断,将诊断结果通过语音方式通知操作人员,把故障信息记录在内存中。

        (3),对于严重故障或可能造成重大事故的故障将断开提升机安全回路,阻止提升机继续工作。该系统可独立运行,也可以将数据实时上传至上位机。上位机利用更好的运算和存储能力对接收到的信息做进一步的处理,以更形象、直观的显示方式呈献给操作人员,并每隔2s 记录次制动装置的当前状态,构造系统状态数据库,以便对制动装置过去任意时刻的状态进行查询。如果想了解更多请查看矿井提升机制动器的监测性能分析




二,提升载荷监控制动器系统组成结构分析


       (1) ,提升载荷监测设备主控制器﹐系统采用的主控制器为STM32-F103VET6,它是一款基于ARM32位Cortex-M3内核的处理器,{**}高72MHz工作主频,512k字节的闪存,64k字节的SRAM。主处理器作为系统的处理核心,主要完成数据采集运算、监测目标的故障诊断、LCD界面显示、故障信息存储和与上位机通信的功能。

       (2) ,传感器及相应采集参数系统监测的参数和种类较多,为了方便对信号的处理,模拟量传感器输出信号均为4~20 mA的标准信号。位移信号的采集用电涡流原理的非接触式传感器,具有精度高、速度快、抗干扰能力强的特点,信号分别送到2个AD转换模块中,用于实时监测闸瓦间隙和作为测量空动时间的终止信号;正压传感器采集制动闸碟簧压力值,和位移信号相结合可以对碟簧疲劳或断裂进行故障诊断;超低压继电器输出开关量信号,分别显示液压站各回油通道的回油状态,可以监测出紧急制动时液压站存在的安全隐患。

      (3) ,声光报警模块根据监测出的不同故障,声光报警模块发出不同的声音,并伴随LED 指示灯的,闪烁,提醒操作人员及时检修。声音文件被存储在AP8942A芯片中,经功率放大后驱动扬声器和指示灯。

      (4) ,数字量采集模块数字量采集模块负责将箕斗平位信号和安全制动的电压信号处理后送给主处理器和辅处理器。主处理器根据箕斗平位信号对式(2)所测得的提升高度进行校正,并根据安全制动电压信号判断当前制动闸的开合闸状态;辅处理器则根据安

全制动的电压信号采集空动时间。

      (5) , 空动时间采集模块《煤矿安全规程》规定盘式制动闸空动时间必须小于0.3 s,时间过长会危及设备和人员的安全。由于主控制器需要采集的参数较多,并且要通过复杂的算法对信号进行处理,导致采集频率不能太高。因此,系统采用辅处理器和双AD转换器的方法采集空动时间。模块监测到安全制动电压信号后启动计时器,并高速采集位移传感器的数据,当闸瓦间隙为零时读出计时器的数值,即为所采集的空动时间。空动时间的采集流程如图3所示。

     (6) ,制动力矩制动力矩可根据正压传感器、油压传感器和光电编码器测得同状态下不同数据的曲线图,以给出制动装置变化趋势进行故障预测。




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