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提升載荷監測之制動器硬件組成結構分析

發布時間:時間:2020/9/15 8:50:57人氣:



一,提升載荷監控制動器系統功能概述


     (1),根據國內現有大部分煤礦提升機制動裝置的特點以及對其主要故障的分析,筆者所設計的監測系統可對制動裝置實時監測,監測的參數包括∶閘瓦間隙、碟簧正壓力、卷筒轉速、箕斗平位信號、液壓站油壓和油溫,液壓站不同回油管道的回油狀態,以及安全制動的電壓信號。

     (2),控制器通過對直接采集到的信號和已設置好的參數進行處理運算,可以監測總制動力矩、卷筒偏擺量、制動時提升機減速度、制動閘空動時間、二級制動延時時間、箕斗高度和閘瓦摩擦系數等參數,并實時顯示在LCD顯示器上。通過對參數進行分析處理,并運用故障樹分析和專家系統原理123對制動裝置進行故障診斷,將診斷結果通過語音方式通知操作人員,把故障信息記錄在內存中。

        (3),對于嚴重故障或可能造成重大事故的故障將斷開提升機安全回路,阻止提升機繼續工作。該系統可獨立運行,也可以將數據實時上傳至上位機。上位機利用更好的運算和存儲能力對接收到的信息做進一步的處理,以更形象、直觀的顯示方式呈獻給操作人員,并每隔2s 記錄次制動裝置的當前狀態,構造系統狀態數據庫,以便對制動裝置過去任意時刻的狀態進行查詢。如果想了解更多請查看礦井提升機制動器的監測性能分析。




二,提升載荷監控制動器系統組成結構分析


       (1) ,提升載荷監測設備主控制器﹐系統采用的主控制器為STM32-F103VET6,它是一款基于ARM32位Cortex-M3內核的處理器,{**}高72MHz工作主頻,512k字節的閃存,64k字節的SRAM。主處理器作為系統的處理核心,主要完成數據采集運算、監測目標的故障診斷、LCD界面顯示、故障信息存儲和與上位機通信的功能。

       (2) ,傳感器及相應采集參數系統監測的參數和種類較多,為了方便對信號的處理,模擬量傳感器輸出信號均為4~20 mA的標準信號。位移信號的采集用電渦流原理的非接觸式傳感器,具有精度高、速度快、抗干擾能力強的特點,信號分別送到2個AD轉換模塊中,用于實時監測閘瓦間隙和作為測量空動時間的終止信號;正壓傳感器采集制動閘碟簧壓力值,和位移信號相結合可以對碟簧疲勞或斷裂進行故障診斷;超低壓繼電器輸出開關量信號,分別顯示液壓站各回油通道的回油狀態,可以監測出緊急制動時液壓站存在的安全隱患。

      (3) ,聲光報警模塊根據監測出的不同故障,聲光報警模塊發出不同的聲音,并伴隨LED 指示燈的,閃爍,提醒操作人員及時檢修。聲音文件被存儲在AP8942A芯片中,經功率放大后驅動揚聲器和指示燈。

      (4) ,數字量采集模塊數字量采集模塊負責將箕斗平位信號和安全制動的電壓信號處理后送給主處理器和輔處理器。主處理器根據箕斗平位信號對式(2)所測得的提升高度進行校正,并根據安全制動電壓信號判斷當前制動閘的開合閘狀態;輔處理器則根據安

全制動的電壓信號采集空動時間。

      (5) , 空動時間采集模塊《煤礦安全規程》規定盤式制動閘空動時間必須小于0.3 s,時間過長會危及設備和人員的安全。由于主控制器需要采集的參數較多,并且要通過復雜的算法對信號進行處理,導致采集頻率不能太高。因此,系統采用輔處理器和雙AD轉換器的方法采集空動時間。模塊監測到安全制動電壓信號后啟動計時器,并高速采集位移傳感器的數據,當閘瓦間隙為零時讀出計時器的數值,即為所采集的空動時間?談訒r間的采集流程如圖3所示。

     (6) ,制動力矩制動力矩可根據正壓傳感器、油壓傳感器和光電編碼器測得同狀態下不同數據的曲線圖,以給出制動裝置變化趨勢進行故障預測。




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