矿井提升机智能电液制动控制系统(上)

矿井提升智能恒减速电液制动系统主讲人：二〇一二年四月课件目录一、研制意义二、研制过程三、制动原理及特点四、智能恒减速电液制动系统介绍1、产品型号说明；5、产品主要特点；2、产品主要性能介绍；6、产品实测安全制动过程曲线；3．产品主要功能；7、智能闸监测系统；4．产品主要技术参数；五、国内外同类先进技术的综合比较六、主要业绩七、实例能源是世界经济和社会发展的最重要依赖和制约因素，煤炭在我国分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%，而其中80%以上靠井工提升，因此矿井提升系统的可靠性将极大的影响着国家的能源安全；矿井提升系统是井工矿山输送设备、产品和人员的唯一通道，无论是稳定生产或事故抢险它都是保障安全的咽喉设备；一、研制意义由于提升系统载荷大（运动质量达数百吨）、速度快（每秒超过10米），制动系统的可靠性和制动特性则是矿井提升系统安全的最终保障。否则，向上冲坏井架设备，向下冲断钢绳掉入几百米、上千米的井底，造成机毁人亡的重大事故，严重威胁着矿山的安全。一、研制意义1、发生重大事故的概率高3、提升速度低，制约生产效率2、制动过程平稳性差提升装备发展的主要问题4、国家攻关重点课题关键制约因素一、研制意义2、设备昂贵1、技术封锁国外国内外发展现状2、替代产品研发十多年，未形成成熟产品1、现有产品不能满足安全制动要求，重大安全事故时有发生。一、研制意义国内高性能恒减速闸控系统是矿井提升机的高端产品。长期以来一直由国外提升机专业生产厂家垄断，每套售价高达近千万元左右人民币。国内高端用户宁愿花相当于我公司同类产品数倍的价钱去进口国外产品；宁愿忍受高昂的服务费用、迟缓的服务时间、不容商量的服务态度和不方便的服务过程，冒着日后非常挠头且十分昂贵的备件问题，也不愿意采用国内产品，而去进口国外产品。一、研制意义作为国内提升机生产的龙头企业，下决心开发在产品性能和产品质量上具有与国外高端产品相比美的高性能恒减速闸控系统，为广大用户提供可替代进口的质优价廉的高性能恒减速闸控系统的高端产品是我们义不容辞的责任，也是我们企业发展的需要。一、研制意义•80年代末开始研究•1991年第一代恒减速液压站TE125及其恒减速电控•使用地点：开滦吕家坨矿主、副井提升机；•使用年限：16年；•主要存在的问题：恒减速控制系统工作不稳定，故障率高，经短暂投入后解除使用。•该产品已于2008年更换为新型E142B恒减速电液制动控制装置。二、研制过程1994年第二代恒减速液压站TE127及其恒减速电控使用地点：国投新集一矿和新集二矿（花家湖矿）主、副井多绳提升机4台；使用年限：9～11年；主要存在的问题：系统故障率高，国产元器件漏油、可靠性差，调试困难。该4台产品已于2003～2004年更换为新型E141A恒减速电液制动控制装置。二、研制过程1997年第三代恒减速液压站TE128、TE128A及其恒减速电控。使用地点：平顶山矿务局十三矿主井，皖北矿务局祁东矿副井，邢台矿务局邢东矿主、副井，丰城矿务局曲江矿等。主要存在的问题：系统故障率高，国产元器件漏油、可靠性差，调试困难，加上使用多年后元器件老化后备件采购困难。这些产品均已于2006～2009年更换为新型E141A、E141E恒减速电液制动控制装置。二、研制过程1999年～2001年承担并完成了国家经贸委国家重大技术装备项目《大型提升机国产化创新研究》（国经贸技术1999]484号）研究任务。基于该项目的子课题《恒减速液压制动系统研究》和《高性能液压制动系统电气控制系统研究》的综合科研成果，并依托冬瓜山铜矿主井提升机开发了第四代恒减速液压站E141及其恒减速电控。由于当时的各方面原因，未能实现电液系统成套供货。该系统的恒减速闭环控制功能未能实现。该产品已于2008年更换为新型E141A恒减速电液制动控制装置。二、研制过程2003年5月依托洛阳中信重机自动化工程有限责任公司和国投新集能源股份有限公司签订的购销合同和技术协议，我们在E141《恒减速电液制动控制装置》的控制原理基础上对液压站和电控柜进行了优化，开发了电液系统成套供货的E141A系列《矿井提升机恒减速电液制动控制装置》，并在国投新集二矿（花家湖矿）主井调试成功。目前该产品已良好运行6年多。经过实际使用验证后，该产品投入了批量生产。二、研制过程二、研制过程E141A恒减速电液制动控制装置二、研制过程E141A在国投新集刘庄矿使用现场2004年开滦东欢坨矿主井提升机在进口七、八年后准备安装使用。由于服务期早已过期，原进口厂家西玛格（机械液压部分）虽然同意服务，但对产品最终性能不作保证。我们研究了原有产品后，认为恢复原有的液压站已没有意义，直接全套更换制动原理先进的《恒减速电液制动控制装置》不论在性能上和价格上都更为合理（最终全部产品价格只相当于外方服务费的几分之一）。二、研制过程依托开滦东欢坨项目，我们开发了具有换向阀阀芯位置监控和自诊断功能的E142A系列《恒减速电液制动控制装置》。该产品在2004年4月投入使用至今，使用效果良好，为用户节约资金几百万元。2009年上半年，该矿从德国德马克公司进口的副井提升机也改造为同样的E142A《恒减速电液制动控制装置》。二、研制过程二、研制过程带故障监控和自诊断功能的恒减速电液制动控制装置E142A二、研制过程二、研制过程中国机械工业科学技术二等奖二、研制过程洛阳市科技进步一等奖E141A、E142A系列主要性能特点：1、采用高性能电液比例方向阀控制方案，控制精度高，响应速度快，纠偏能力强；2、主要液压件和PLC采用进口件；3、采用恒压变量供油，高压零流量卸荷，遥控阀调节的供油卸荷方式，系统工况转换时供油变化平稳，“按需供油”，减少了能量损失和系统发热；4、关键部位采用双液压回路，增加系统安全可靠性；5、大幅度简化了液压系统（与TE128相比），减少了故障环节，提高了液压系统制动性能和工作可靠性。二、研制过程E141A、E142A系列主要性能特点（续）：6、考虑污染控制和自净化功能；7、采用集成化设计，优化、简化管路布置；满足工业造型设计要求，布局合理，造型美观，体积小巧；8、电控系统采用速度闭环和压力闭环结合的双闭环电气控制方案，提高了系统响应速度，并对恒减速控制电路进行了优化，使性能更优越、更可靠，调试更简单；9、带阀芯位置监控和自诊断功能使系统的安全保护功能更加提高了一个档次。二、研制过程E141A、E142A系列产品控制的制动系统主要存在的不足之处：1、制动器性能和质量水平不高，漏油、外观粗糙、制造精度差使整个制动系统水平上不去；2、液压站在部分元器件可靠性、制造精度和外观方面与国外产品相比仍有差距；油箱温度偏高；3、电控柜在系统可靠性、系统监控保护和外观方面与国外产品相比还有较大差距。二、研制过程2009年上半年，我公司根据神华宁煤集团三台大型提升机的使用工况和供货需要，在我公司成熟的《矿井提升机恒减速电液制动控制装置》基础上开发了《智能恒减速电液制动系统》ZK143(D)。2010年8月，第一套ZK143(D)智能恒减速电液制动系统在宁煤石槽村矿调试成功并投入试运行。二、研制过程图一：典型的恒力矩二级制动曲线蓝色—给定制动油压曲线黄色—测速机实测速度曲线三、制动原理及特点图二：典型的恒值闭环恒减速制动系统制动曲线三、制动原理及特点蓝色—给定速度曲线黄色—测速机实测速度曲线三、制动原理及特点图三：典型的可控力矩制动系统制动油压曲线三、制动原理及特点图四：典型的可控力矩制动系统制动控制曲线（一）可控力矩制动系统制动原理可控力矩制动系统制动力随电液比例溢流阀的输入电信号的变化而变化。如图所示，在安全制动过程中，制动系统油压首先迅速降至Pdmax(对应于全载上提2m/s2减速度时所需的制动转矩油压值),然后以一定斜率降低压力，一旦检测到合适的减速度，制动油压停止下降并保持恒定，此时提升机以给定的恒定制动力矩减速。三、制动原理及特点（一）可控力矩制动系统制动原理（续）在制动过程中制动油压保持恒定。如果减速度实测值变低，则制动系统再次降低制动油压，从而制动力增加，直至检测到正确的减速度为止。如果减速度实测值增加，则制动力保持不变。当提升机速度接近零时，采用快速制动，油压降至Pdmin（对应于全载下放1.5m/s2减速度时所需的制动转矩油压值）。蓄能器放空后，油压降至零。三、制动原理及特点（一）可控力矩制动系统制动原理特点：安全制动过程制动力矩可以控制，可实现随工况不同而区别给定设定值，避免了恒力矩二级制动方式存在的欠缺，以追求较佳制动效果。其实质相当于第一级制动力矩可调的恒力矩二级制动系统的控制原理。制动过程以制动力为控制对象，控制调节过程以Pdmax和Pdmin为控制范围，以Pdmax开始，以Pdmin结束；必须满足提升系统实现二级制动效果的条件。设定值需要进行繁杂的计算，与提升系统参数有密切关系。在安全制动过程力矩保持阶段，制动减速度只能单向调节。三、制动原理及特点（二）恒值闭环恒减速制动原理恒减速电液制动系统具有减速度恒值闭环自动控制功能。在安全制动时，可以在各种载荷、各种速度、各种工况下，使提升系统按照给定的恒定减速度进行制动。在检测装置检测到实际减速度偏离给定值的情况下，通过电液闭环制动控制系统的反馈调节和补偿作用，使其迅速减小偏差、保持制动过程减速度恒定不变，达到恒减速制动的效果。三、制动原理及特点恒值闭环恒减速制动原理特点：1、制动性能最优；2、可以提高制动平稳性和安全可靠性；3、以提高了钢丝绳防滑极限；4、对提高生产效率具有重要意义。三、制动原理及特点三、制动原理及特点三、制动原理及特点四、智能恒减速电液制动系统介绍新型盘形制动器恒减速液压站恒减速电控柜测速装置四、智能恒减速电液制动系统介绍四、智能恒减速电液制动系统介绍闸控系统装配车间现场四、智能恒减速电液制动系统介绍神华宁煤集团石槽村煤矿副井提升机