一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及矿用提升机【技术领域】，公开了一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度法及装置，是根据二阶段紧急制动制动闸油压的物理行为特征，直接测量二阶段紧急制动的各阶段时间，在闸控控制下，采集卡/PLC以周期T或频率f连续采集油压传感器的油压值传输给工控计算机和闸控。计算机将所采集的油压值组成二阶段紧急制动油压历程曲线，测量二阶段紧急制动各阶段过程制动闸的油压历程曲线中的过程开始点时间和结束点时间，符合二阶段紧急制动各阶段时间的物理行为特征，本发明与现有的二阶段紧急制动时间测量相比，具有测量数据准确精度高，误差小，实现方便简单，不需要添加任何附加装置，可以在线实时精确检测二阶段紧急制动各阶段时间。
【专利说明】一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿用提升机【技术领域】，尤其涉及实时测量的一种检测盘式制动闸二阶 段紧急制动时间的梯度法及装置。
【背景技术】
[0002] 提升机盘式制动器液压站有二路油管一A路油管和B路油管，A路油管中液压油 供给闸盘7A上所有制动器，B路油管中液压油供给闸盘7B上所有制动器，在采用二阶段紧 急制动的提升机盘式制动器中，发生紧急制动时A路油管中油压，简称A管油压与B路油管 中油压，简称B管油压的变化是不同的，A管油压迅速回落到接近0 MPa残压，与闸盘7A相 关的所有制动闸作用在闸盘7A上的正压力达到最大，而B管油压变化分为二个阶段，第一 阶段下降到一个适中油压，持续一段稳定时间--一阶段持续时间，然后才回落到接近〇 MPa残压。一阶段稳定的持续时间对于发生井中紧急制动的制动效果有着重要作用，既不能 太短，又不能太长，在行业中对此有着明确要求，一般要求不小于8秒。
[0003] 在采用二阶段紧急制动的液压站A路和B路油管，各安装一个油压传感器，正在提 升过程中，产生紧急制动时，井中紧急制动，在紧急制动信号作用下，B管油压按二阶段过程 变化，闸盘7B的所有制动闸作用在闸盘7B上的正压力也是分为二阶段，在第二阶段才会变 为最大。
[0004] 二阶段紧急制动中的一阶段持续时间一般小于η秒，在每一次发生紧急制动时， 对Β管油压需要采集η秒的油压传感器数据（η 3 10,可以把整个二个阶段数据都包含在 内），共l〇f个采样频率数据组成Β管二阶段油压历程曲线。
[0005] η秒B管油压数据采集完后，计算机按照实时顺向梯度方法计算每一次紧急制动 的Β管油压历程曲线上的每个点的顺向梯度，判断和找出B、C、D和Ε点的采样点序号，由此 计算各阶段的时间。
[0006] η秒B管油压数据采集完后，计算机也可以按照实时逆向梯度方法计算每一次紧 急制动的Β管油压历程曲线上的每个点的逆向梯度，判断和找出E、D、C和Β点的采样点序 号，由此计算各阶段的时间。
[0007] 目前测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间一般采用间接方式测量，不能完全和精 确反映制动闸二阶段紧急制动各段时间的物理行为特征，精确度较低，误差较大，一般还需 要附加硬件设施。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是针对已有盘式制动闸二阶段紧急制动时间测量的不足之处，提供 实时测量的一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度法及装置。
[0009] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度装置，包括：安装在B路油管上的油 压传感器6B、采集卡/PLC、工控计算机和闸控系统，所述制动盘7B上分布有N个制动闸2， 与液压站11连通的每个伸缩制动闸2油缸5的B路油管上设置有油压传感器6B ;每个B路 油管上的油压传感器6B通过采集卡/PLC第一输入端与工控计算机输入端相连；工控计算 机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其中闸控系统控制制动闸2伸缩的电信号 与采集卡/PLC第二输入端相连。
[0010] 一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度方法，其步骤如下： 1 )、建立二阶段紧急制动油压历程曲线，在闸控系统控制下，采集卡/PLC以周期T或频 率f连续采集m(m=n ·?·)个B路油管上油压传感器6B的油压值传输计算机；在盘式制动闸 二阶段紧急制动过程中，计算机将所采集的m个Β路油管油压传感器6Β的油压值建成制动 闸二阶段紧急制动的油压历程曲线； 其中，曲线中B点是二阶段紧急制动一阶段暂态过程开始点，C点是二阶段紧急制动一 阶段暂态过程结束点，也是二阶段紧急制动一阶段稳态过程开始点，D点是二阶段紧急制动 一阶段稳态过程结束点，也是二阶段紧急制动二阶段暂态过程开始点，E点是二阶段紧急制 动二阶段暂态过程结束点； 2)、根据建成二阶段紧急制动油压历程曲线进行实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动 时间的顺向梯度法，或进行实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的逆向梯度法； 所述顺向梯度法是从采样点序号〇开始，顺着数据采集顺序，对油压历程曲线上每个 点，逐点测量它的顺向梯度，通过比对顺向梯度变化，测量得到B点，C点，D点和E点位置： 采样点序号
【权利要求】
1. 一种检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度装置，其特征是：包括：安装在B路 油管上的油压传感器6B、采集卡/PLC、工控计算机和闸控系统，所述制动盘7B上分布有N 个制动闸2,与液压站11连通的每个伸缩制动闸2油缸5的B路油管上设置有油压传感器 6B ;每个B路油管上的油压传感器6B通过采集卡/PLC第一输入端与工控计算机输入端相 连；工控计算机输出端通过闸控系统与伸缩的制动闸2相连，其中闸控系统控制制动闸2伸 缩的电信号与采集卡/PLC第二输入端相连。
2. 如权利要求1所述检测盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度装置的一种检测盘 式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度方法，其特征是：其步骤如下： 1 )、建立二阶段紧急制动油压历程曲线，在闸控系统控制下，采集卡/PLC以周期T或频 率f连续采集m(m=n ·?·)个B路油管上油压传感器6B的油压值传输计算机；在盘式制动闸 二阶段紧急制动过程中，计算机将所采集的m个Β路油管油压传感器6Β的油压值建成制动 闸二阶段紧急制动的油压历程曲线； 其中，曲线中B点是二阶段紧急制动一阶段暂态过程开始点，C点是二阶段紧急制动一 阶段暂态过程结束点，也是二阶段紧急制动一阶段稳态过程开始点，D点是二阶段紧急制动 一阶段稳态过程结束点，也是二阶段紧急制动二阶段暂态过程开始点，E点是二阶段紧急制 动二阶段暂态过程结束点； 2)、根据建成二阶段紧急制动油压历程曲线进行实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动 时间的顺向梯度法，或进行实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的逆向梯度法； 所述顺向梯度法是从采样点序号〇开始，顺着数据采集顺序，对油压历程曲线上每个 点，逐点测量它的顺向梯度，通过比对顺向梯度变化，测量得到B点，C点，D点和E点位置： 米样点序号mb、me、m(^P me，B点，C点，D点和E点把油压历程曲线分割为五段-松闸稳定 段F、二阶段紧急制动一阶段过程暂态段G、一阶段过程稳态段H、二阶段过程暂态段K和合 闸稳态段L，由此测量得到二阶段紧急制动一阶段空动时间Tbc= (π^-π〇 ·Τ，二阶段紧急 制动一阶段持续时间· Τ,二阶段紧急制动二阶段空动时间· Τ ; 所述逆向梯度法是从采样点序号m开始，顺着数据采集顺序，对油压历程曲线上每个 点，逐点测量它的逆向梯度，通过比对逆向梯度变化，测量得到E点，D点，C点和B点位置： 米样点序号me、md、m。和mb，E点，D点，C点和B点把油压历程曲线分割为五段-松闸稳定 段F、二阶段紧急制动一阶段过程暂态段G、一阶段过程稳态段H、二阶段过程暂态段K和合 闸稳态段L，由此测量得到二阶段紧急制动一阶段空动时间Tbc= (π^-π〇·Τ，二阶段紧急 制动一阶段持续时间·Τ,二阶段紧急制动二阶段空动时间·Τ。
3. 根据权利要求2所述的一种实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度方法， 其特征是：所述实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的顺向梯度法的流程，其具体步 骤如下： 1)在盘式制动闸二阶段紧急制动过程中，在闸控控制下，采集卡/PLC以指定周期Τ或 频率f连续采集油压传感器的油压值送给计算机，将所采集的油压传感器油压值组成制动 闸二阶段紧急制动油压历程曲线，分成五段： (1) 二阶段紧急制动过程开始前的稳态段F，它的顺向油压值变化(顺向梯度）< α ; (2) -阶段过程暂态段G，它的顺向油压值变化，即顺向梯度> α ; (3) -阶段过程稳态段Η，它的顺向油压值变化，即顺向梯度< α ; (4) 二阶段过程暂态段K，它的顺向油压值变化，即顺向梯度> α ; (5) 二阶段暂态过程结束后稳态段L，它的顺向油压值变化，即顺向梯虔
差顺 向梯度阈值，它与周期Τ相关； 2) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线稳态段F与暂杰? Ο的夺:Γ.占 Β是二阶段紧急 制动一阶段过程开始点，它的米样点序号mb和米样点时间，在B点向左的 点i (i< mb)，对应历程曲线上点的顺向梯度< α ;
3) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线暂态段G与稳态段Η点交汇点C是一阶段暂态 过程结束点，也是一阶段稳态过程开始点；它的采样点序号m。和采样点时间
T，在C点向左和B点及其向右的点
对应油压历程曲线上的点的顺向梯度 彡α ; 4) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线稳态段Η与暂态段Κ的交汇点D是一阶段稳态 过程结束点，也是二阶段暂态过程开始点，它的采样点序号m d和采样点时间
T，在D点向左和C点及其向右的5
对应油压历程曲线上的点的顺向梯度 < α ; 5) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线暂态段Κ与稳态段L的交汇点Ε是二阶段暂态 过程结束点，它的采样点序号％和采样点时间
在E点向左和D点及其 向右的点
对应油压历程曲线上的点的顺向梯
α ;
6) 曲线上在Ε点及其向右的点
吋应油压历程曲线上的点的顺向梯月 7) 实时Β管油压历程曲线上采样点序号i的顺向梯度
0(i)和0(i+l)分别为采样点序号i和i+Ι的油压历程曲线上的油压采样值； 8) 从采样点序号0开始，顺着数据采集顺序，对油压历程曲线上每个点，逐点测量它们 的顺向梯度，通过比对顺向梯度变化，测量出B、C、D和E各点的位置：采样点序号m b、me、md 和me ; 9) 根据测量到的二阶段紧急制动油压历程曲线上的B点，C点，D点和E点位置：采样 点序号nvm。，和nv由此测量计算得到制动闸二阶段紧急制动各段时间t bc;= (m。、）·Τ，
:其流程如下： a. 开始，当i: =0，S: =0,经第一次顺向梯度
计算，判断
，是继续下一步，否则经i: = i +1返回至第一次顺向梯度W计算， b. 判断状态器
1至第二次顺向梯度
〇(i) I计算；当，3=1，经_ - _
再至第二次顺向梯度W:
I计算； c. 对顺向梯度W计算后，判断W< α，是继续下一步，否则经i: = i +1返回至第二次 对顺向梯度W计算； d. 判断状态器S，当，
计算，结束；当，S=0,经mc:
计算，S: =1返回至第一次对顺向梯度W计算。
4.根据权利要求2所述的一种实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的梯度方法， 其特征是：所述实时测量盘式制动闸二阶段紧急制动时间的逆向梯度法的流程，其具体步 骤如下： 1)在盘式制动闸二阶段紧急制动过程中，在闸控控制下，采集卡/PLC以指定周期T或 频率f连续采集油压传感器的油压值送给计算机，所采集的油压传感器油压值组成制动闸 二阶段紧急制动油压历程曲线，分成五段： 二阶段紧急制动过程开始前的稳态段F，它的逆向油压值变化，即逆向梯度< α ; (2) -阶段过程暂态段G，它的逆向油压值变化，即逆向梯度> α ; (3) -阶段过程稳态段Η，它的逆向油压值变化，即逆向梯度< α ; (4) 二阶段过程暂态段Κ，它的逆向油压值变化，即逆向梯度> α ; (5) 二阶段暂态过程结束后稳态段L，它的逆向油压值变化，即逆向梯度< α，α是逆 向梯度阈值，它与周期Τ相关； 2) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线稳态段L与暂态段Κ的交汇点Ε点是二阶段紧 急制动二阶段暂态过程结束点，它的采样点序号％和采样点时间
'，在E点 向右的点
，对应历程曲线上点的逆向梯度< α ; 3) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线暂态段Κ与稳态段Η点交汇点D是二阶段暂态 过程开始点，也是一阶段稳态过程结束点，它的采样点序号md和采样点时间tmd，tmd= h+md · T，在E点及其向左和D点向右间的点对应油压历程曲线上的点的逆向梯 度彡α ;
4) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线稳态段Η与暂态段G的交汇点C点是一阶段 稳态过程开始点，也是一阶段暂态过程结束点，它的采样点序号m。和采样点时间tm。，tmc= h+m。· T，在D点及其向左和C点向右间的点
对应油压历程曲线上的点 的逆向梯度< α ; 5) 曲线上二阶段紧急制动油压历程曲线暂态段G与稳态段F的交汇点Β点是一阶段暂 态过程开始点，它的采样点序号mb和采样点时丨1；
在B点向右和C点及其 向左间的点i (mb < i彡m。）,对应油压历程曲线上的点的逆向梯度彡α ; 6) 曲线上在Β点及其向右的点
对应油压历程曲线上的点的逆向梯度< α ; 7) 实时Β管油压历程曲线上采样点序号i的逆向梯度；
和〇(i-l)分别为采样点序号i和i-Ι的油压历程曲线上的油压采样值； 8) 从采样点序号m开始，逆着数据采集顺序，对油压历程曲线上每个点，逐点测量它们 的逆向梯度，通过比对逆向梯度变化，测量出E、D、C和B各点的位置：采样点序号叫、!^、!!!。 和 mb;; 9) 根据测量到的二阶段紧急制动油压历程曲线上的E点与D点，C点与B点位置的采 样点序号me、md、m。和m b，测量计算得到制动闸二阶段紧急制动各段时间
:其流程如下： a. 开始，当i: =m，S: =0经第一次逆向梯度W为W: = | 0⑴一0(i_l) |计算，判断 W彡α，是继续下一步，否则经
返回至第一次逆向梯度W计算， b. 判断状态器S，当，S=0，g
至第二次逆向梯萇
〇(i-l) I计算；当，S=l,经：
_再至第二次逆向梯度W:
.....I计算； c. 对第二次逆向梯度W计算后，判断
是继续下一步，否则经
返回至 第二次对顺向梯度W计算； d. 判断状态器S，当：
gMd:
返回至第一次逆向梯度W计算。
【文档编号】B66B5/00GK104088939SQ201410293551
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】田圣彬, 张根度, 王昕悦, 吴晶晶, 朱新田, 赵宝法, 张立刚, 汪一蕊, 杜艳华, 郭林涛, 樊国民, 郭俊材, 杨莉, 王奔奔 申请人:洛阳中重自动化工程有限责任公司, 上海海迎蓝自动化测控技术有限公司