基本信息
- 项目名称：
- 多绳摩擦式提升机滑绳保护系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统为多绳摩擦式提升机滑绳保护系统，主要应用于矿井提升系统。系统可以有效检测到钢丝绳打滑，并且输出信号到提升机主控系统，执行打滑保护动作。确保了煤矿提升系统的安全运行，保障了煤矿的安全生产。且该系统还可应用于起重机、电梯等由钢丝绳驱动的设备，具有良好的市场前景，极具推广价值。
- 详细介绍：
- 提升机(Hoist)是地下采矿作业用来运送物料和人员的主要手段之一，素有矿井“咽喉”之称。随着矿井生产的集中化和大型化的发展，提升能力不断加大，运行速度越来越高，因此对提升机运行的安全可靠性要求也越来越高。 本系统为多绳摩擦式提升机滑绳保护系统，系统采用具备远距离且遵循RS-422通讯规则的带有线路驱动的高速光电脉冲编码器(High-speed Optoelectronic Pulse Encoder)直接测量天轮的速度，利用可编程逻辑控制器（PLC）对天轮和滚筒的主轴测速编码器的信号进行分析、处理，传输到主控制系统，由主控系统(Master)决定是否实行滑绳保护动作，并将数据实时传输到网络上以实现远程监控。 由于采用了先进的高性能、高可靠性的西门子PLC与高速光电脉冲编码器相结合，运用于矿井提升机滑绳保护系统，有效地避免了提升机重大恶性事故的发生，提高了矿井提升生产效率。 本产品市场应用前景广阔，具有可观的经济效益和推广应用前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：通过对矿井提升机安装滑绳保护系统，可以有效地检测到提升机钢丝绳打滑，预防因钢丝绳打滑造成的罐笼过卷、过放、断绳坠罐等重大恶性事故的发生，保障煤矿的安全生产。 基本思路：本系统采用具备远距离且遵循RS-422通讯规则的带有线路驱动的高速光电脉冲编码器直接测量天轮的速度，利用PLC对天轮和主轴测速编码器的信号进行分析、处理，传输到主控制系统，由主控系统决定是否实行滑绳保护动作。 创新点：应用高速光电脉冲编码器代替了老式的测速发电机；将PLC应用于滑绳保护系统，且具有网络控制功能；采用了可靠性设计：噪声策略、消抖策略和容错、自检策略。 技术关键：通过理论分析和实测确定出打滑阈值；应用高速光电脉冲编码器的快速测速性能对天轮和滚筒的主轴实时测速，与所确定的阈值比较，来确定是否启动保护动作。 主要技术指标： 电气性能: 电源：DC3~26.4V 消耗电流：≤500mA 信号形式：2 相+原点 最高频率：200KHZ 输出类型：线驱动输出 机械性能: 启动转矩：≤0.001N.m 可承受的机械最高转速：6000rpm 电缆:8×0.75mm2 环境温度：-25℃至+112℃ 湿度：防水型
科学性、先进性
- 1.本系统用先进的高速光电脉冲编码器代替了老式的测速发电机，技术上得到了提升，用数字信号代替了模拟信号，抗干扰能力更强，使系统的测量精度更高、更准确，对实施有效控制提供了保障。 2.将性能突出的可编程序逻辑控制器应用于系统中，代替了老旧的继电器设备，并与上位机通信，实现了网络控制，提高了系统工作的可靠性和安全性。 3.具有双重保护功能、容错、自检功能。
获奖情况及鉴定结果
- 作品于2009年6月8日在第三届“挑战杯”合锻集团安徽省大学生课外学术科技作品竞赛中荣获“一等奖”。
作品所处阶段
- 实际应用并已批量生产
技术转让方式
- 以合同形式转让给淮南时利和科技有限公司
作品可展示的形式
- 图纸、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：通过对矿井提升机安装滑绳保护系统，可以有效地防止提升容器过卷、过放、断绳坠罐等重大恶性事故，保障矿井安全生产。 技术特点：将高性能、高可靠性的西门子PLC与高速光电脉冲编码器相结合运用于矿井提升机滑绳保护系统，实现了网络控制。 适用范围：可应用在煤矿等各种矿山的竖井提升系统中，也可应用在电梯、起重机等由钢丝绳、皮带机传动的系统中，从而提供安全保障。 市场分析即经济效益预测：本产品不仅具有安全效益，而且有可观的经济效益。 产品应用效益：该系统已经成功应用于国投新集煤矿，每年可为该矿产生3000多万元的间接经济效益。 产品销售效益：产品已转让给企业批量生产销售。每套可获利数万元，我国有大型煤矿约有3000处。仅两淮地区就有生产矿井几十对，按照《煤矿安全规程》规定均需要安装矿井提升机滑绳保护装置。该产品在新集矿区应用成功后，更有希望打入其它矿区。且可应用于起重机、电梯等有滑绳的机器设备。应用前景广阔，具有可观的经济效益和推广应用前景。
同类课题研究水平概述
- 目前，在我国的煤矿系统中存在着两大类提升机系统，即单绳缠绕式和多绳摩擦式。尤以具有诸多优点的多绳摩擦式提升机较为普遍使用。国家明文规定：提升机系统均应安装滑绳保护装置。因技术受限，原有的滑绳保护装置存在着诸多缺点与不足之处。概括起来，主要有以下几点： （1）普遍采用测速发电机来测量主轴和天轮的转速。缺点是由于采用的是模拟信号进行计算，测量精度低、故障率高。直接影响主控制器对滑绳保护动作的控制，增加了响应时间，有可能引起误动作。 （2）由一些简单元器件组合而成，例如使用继电器设备。不足的是系统稳定性不高，检查维修成本较高，不利于煤矿安全、高效生产。 （3）保护功能单一。有些保护装置仅有一种保护策略，而当这种保护策略一旦失灵后，系统就无法进行正常工作。 现阶段，随着国家对煤矿生产提出更高的安全要求，矿井提升机滑绳保护系统也在处于不断的更新当中。其趋势是将各种高可靠性、高测量精度的产品、设备，新的控制策略用于保护系统中。 经过科技查新证实，国内尚无同类产品。和相近产品相比，本系统采用3个具备远距离且遵循RS-422通讯规则的带有线路驱动的高速光电脉冲编码器直接测量天轮的速度，具备容错、自检等功能。利用PLC对天轮和主轴测速编码器的信号进行分析、处理，传输到主控制系统，由主控系统决定是否实行滑绳保护动作。有效地避免了提升机重大恶性事故的发生，提高了矿井提升生产效率。
