多绳提升载荷及张力平衡无线监测系统研究

【摘要】：超载、钢丝绳张力不平衡是影响摩擦提升安全运行的两个重要因素,本文以麻家梁煤矿主井2#提升系统为背景,开展了提升载荷及张力平衡无线监测研究,对提高多绳摩擦提升安全性、提高煤矿生产效益具有的重要的理论和实际意义。首先,根据装载过程的动力学特征,建立了箕斗装载过程的动态数学模型,对模型进行变换推导得到了下落煤流量和系统参数的关系式,从而把动态称重问题转化为一个系统参数辨识问题来解决;推导了参数估计公式,采用渐消记忆递推最小二乘算法进行了称重过程的仿真实验和实际验证,实验表明加入辨识算法后,系统的测重精度有所提高,调节时间减小,可满足现场快速测重、判断是否超载的要求。针对多绳提升张力平衡问题,分析了钢丝绳张力不平衡原因,介绍了平衡装置工作原理,分析了两种工作状态下活塞杆位置变化与应钢丝绳张力的关系,指出活塞杆位置监测的必要性。其次,构建了以单片机为下位机、工控机为上位机、点对点通信的无线监测系统,根据煤矿防爆要求,设计了相应的硬件和防爆箱;在软件设计中,给出了下位机程序设计流程图,编写了基于AVR单片机的采集发射程序,确定了上位机程序功能结构,并采用Lab VIEW分模块编写了上位机程序,实现了软件的图形化和模块化。最后,所研究的监测系统在在麻家梁矿进行了工业性实验,实验表明该系统实现了多绳提升的载荷和张力平衡的实时监测,对提升机装载过载、二次装载、卸载不彻底、钢丝绳张力不平衡、平衡油缸活塞杆到达极限位置、卡罐等故障具有识别和预警。