主井箕斗动态定重装载系统的研制

论文摘要

目前我国煤炭系统提升机所采用的控制方法。基本上可分为定容、定重、定时三种方式。定容、定时往往因煤炭水份、灰份、矸石含量的不同及煤位测量误差等因素影响,易造成超载等事故的发生,通常作为备用方式。定重装载系统则容易正常掌握和控制提升载荷,是矿井提升机系统实现自动化和安全生产的一个重要手段。本课题所设计的动态定重装载系统所采用的是液压式称重方法,由压力变送器测量称重液压缸下腔及管路中密封油液的压力,通过定重装载液压系统对箕斗进行定重装载,利用PLC作为系统的控制核心,设计并使用了一套立井箕斗定重装载系统,经过几个月的运行实践,该系统运行稳定、可靠,能提高装载的自动化程度,很好的实现了箕斗提升的定重装载。根据矿山的特殊环境,对动态定重装载系统的液压部分进行设计与计算,其中包括液压系统设计设计依据、工况分析、称重液压系统原理图的拟定、液压元件的选择、系统的性能估算等等,并对动态装载系统进行的硬件设计与软件开发。通过对定重装载系统进行实验室试验,从试验的角度采集一些实测数据,来证明所采取的控制方式的可行性,并利用测试得到的数据来分析本定重装载系统稳态性和动态特性,通过不断的调整来改进系统,使之完善。对该系统进行了现场的工业性实验,以王石凹煤矿为现场进行了安装、调试、实验、数据采集与分析等,对现场遇到的问题能够进行排查与处理,使之可以实现箕斗的定重装载,并符合《煤矿安全规程》的规定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题的提出
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外同类技术的发展现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 2 定重装载系统总体方案设计
• 2.1 系统总体结构
• 2.2 定重装载系统设计的总体思想
• 2.3 本章小结
• 3 定重装载系统液压系统设计
• 3.1 液压技术概况
• 3.1.1 液压技术的现状与发展
• 3.1.2 液压控制系统的组成及主要优缺点
• 3.2 定重装载液压系统设计要求及工况分析
• 3.2.1 定重装载液压系统的设计要求
• 3.2.2 定重装载液压系统的工况分析
• 3.3 制定液压称重系统方案和拟定液压系统图
• 3.3.1 液压称重系统方案的制定
• 3.3.2 称重系统原理图的拟定
• 3.4 称重系统液压元件的选择
• 3.4.1 液压泵和驱动电机的选择
• 3.4.2 液压阀的选择
• 3.4.3 液压系统辅助元件的选择
• 3.5 液压系统性能估算
• 3.5.1 液压系统压力损失验算
• 3.5.2 液压系统总效率估算
• 3.5.3 液压系统发热与升温的估算
• 3.5.4 液压冲击的验算
• 3.6 本章小结
• 4 动态定重装载系统硬件及软件
• 4.1 动态定重装载系统的硬件构成
• 4.1.1 压力变送器
• 4.1.2 可编程控制器（PLC）
• 4.1.3 井下控制防爆柜
• 4.1.4 工控机
• 4.2 动态定重装载系统的软件构成
• 4.2.1 基于 PLC的控制软件的设计
• 4.2.2 上位机监控功能软件的设计
• 4.3 本章小结
• 5 动态定重装载系统的实验验证
• 5.1 实验室的实验验证
• 5.1.1 称重液压缸举升实验
• 5.1.2 称重液压缸冲击实验
• 5.1.3 称重过程实验
• 5.1.4 实验结果分析
• 5.2 工业性实验
• 5.2.1 工业性实验过程中遇到的问题及处理
• 5.2.2 现场试验与运行情况
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献