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【摘 要】 恒减速制动控制具有减速度恒定闭环控制功能。在制动时，可以在各种载荷、速度工况下，使提升机按照给定的恒定减速度进行制动。在检测到实际减速度偏离给定值的情况下，通过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，提高了制动控制的平稳性和安全性，提高了设备及钢丝绳的安全性能和使用寿命，对提高生产效率具有重要意义。
【关键词】 恒减速；闭环控制；安全性能；使用寿命
随着社会的发展，“以人为本”深入人心，职工工作环境的安全性与舒适性得到了更大的改善。恒减速在提升机制动系统中的應用由此而生，用于对提升机制动系统的工作制动和安全制动进行控制。
提升机恒减速控制系统组成与功能：机械设备部分为盘式制动系统，盘式制动设备由至少两个制动盘上工作的液压制动单元以及带有油泵和控制阀的液压站构成。电控部分系统由主控制柜、就地控制柜、制动手柄和测速发电机构成。控制系统配置由主控柜，就地控制柜和测速发电机等设备组成。
控制过程：制动器用于在提升机手动和自动模式中，对安全制动工作制动功能进行控制。在手动制动模式中，提升机司机通过操作台制动手柄以及提升机控制器的主提升命令，在闸控卡和PLC制动控制器的协作下，操作工作制动。自动模式下，敞闸和施闸的时序直接由提升机提升命令控制。在PLC、闸控卡和测速发电机的配合下，由提升机安全电路继电器来对安全制动进行安全制动控制。闸控卡面板显示制动系统的状态以及故障指示，用于测试和参数设置。
工作制动控制功能：制动器通过液压站中的控制阀来控制。一些阀门既适用于工作制动功能，也适用于安全制动功能。油泵电机和油冷却风机由电就地控制框中的启动器组进行控制。工作制动的敞闸、施闸取决于两个输出继电器。如果其中一个输出继电器出现故障，则制动不能敝闸，保持在施闸状态。此外，如果输出继电器中的另一个在启动后出现故障，工作制动将进行施闸操作。PLC控制着制动系统的两路敞闸输出，继电器以及模拟参考信号。数字敞闸信号由敞闸继电器上的触点以及位于安全继电器（提升机安全继电器的辅助继电器）上的触点信号构成。敞闸信号连接到液压站中的制动控制阀。敝闸模拟信号通过闸控时连接，用于比例控制阀。
提升机启动时：工作制动的敞闸时序，其顺序确保了工作制动的平缓顺利敞闸，并能够对制动控制阀的功能进行监测。
1、在收到主提升命令时，继电器通电，通过对比例阀控制，油压增加。
2、然后，尽快增加比例阀的参考电压，从而将油压再次增加到设定压力，制动器压力升高到贴闸压力值（几乎为零制动力）。
3、在收到主提升命令一段时间后，对控制阀继电器通电，从而将油压增加到最大值，使得制动单元全压工作。
提升机停止时：
1、制动器施闸顺序（自动制动控制）。其顺序确保了工作制动的平缓顺利施闸，并能够对制动控制阀的功能进行监测。对控制阀继电器断电，油压降低，在贴闸压力下开始施闸。这种工作模式应在提升容器到达停车位前应用。
2、在停车位置上，主提升命令消失，在比例阀控制下，油压降低到停车设定压力。
3、然后，同样在阀的作用下，将油压尽快降低倒零位，制动力相应地增加。
4、在延迟定时间后，将备用控制阀继电器短暂得电，油压降低到预设的稳定油压，此稳定压力对应于紧急制动时二级制动力。其目的在于检查备用阀门的功能。
手动工作制动控制模式（通过选择开关进行设置）。在手动制动控制模式下，制动压力受闸控手柄控制，可以将油压控制在稳定油压与贴闸油压之间。通过操作台上油压表来指示油压大小。如果没有选择手动制动控制，则制动器的开/关受电控系统提升手柄控制，此时制动系统工作模式与自动模式相同。
安全制动控制功能，提升机安全电路跳闸时，控制阀和油泵的电源在制动系统安全继电器触点（断开）的作用下，均会断开。由此触发提升机紧急减速的安全制动，在减速过程中，蓄能器将油压保持在所需的水平。蓄能器由控制阀泄压，同时还受安全继电器控制。阀门经过液压设置，具有适当的压力以便能够达到设计的减速度要求。此外，压力保持时间也是通过液压设置实现的。对冗余液压控制阀断电，从而确保了安全制动的功能正常。每次制动时，系统都会对安全制动时使用的控制阀进行自动检测。当提升机停止时，系统每隔几小时对紧急制动时用来释放蓄能器压力的控制阀进行自动监测。
制动系统设置了四种安全制动方式，恒减速功能，后备恒减速功能，二级制动功能，一级制动功能以保证系统在不同情况下的安全制动，为系统的安全性提供了可靠的保证。
恒减速制动，闸控卡以及由滚筒驱动的测速发电机用于紧急制动时的恒减速控制。在设置的压力范围内（最大压力和最小压力），闸控卡将不受现有制动条件（净负荷、位置、方向及摩擦系数）的影响，将减速度控制在设定值内。系统主要为速度环、压力环闭环调节系统。提升系统正常工作时，恒减速控制系统不起作用，处于封锁状态。当系统安全制动时，恒减速控制系统投入工作，速度环和压力环解除封锁参与系统控制。与此同时，“制动减速度给定环节”从与提升机运行速度成比例的电平信号开始，按照给定的减速度形成速度给定曲线，该给定值加到速度调节器，经过运算输出“与制动力的大小成比例的电压信号”，经“油压形成环节”转换成油压给定值。该给定值送到“压力调节器”与压力反馈相比较后形成比例方向电流，进而控制制动力的大小，使提升机的速度随给定值变化并达到预期的减速度。系统在PLC程序内设置了监控方式，当速度的实际值与给定值进行比较，当实际值大于或小于给定值一定范围时（通常设为14%）动作。系统退出恒减速功能，进入后备恒减速制动。
后备恒减速，当恒减速制动出现故障时，后备恒减速功能自动投入，此时在PLC内部经过对提升机速度和主电机电流的综合运算，计算出此时所需制动力矩所对应的油压值，然后由PLC给出比例溢流阀所需的给定值，同时根据实际的速度反馈，与给定减速度的比较，监视压力是否合适，如制动速度慢，将自动增大制动力，直到满足相应的制动减速度，此时将保持制动油压，直到制动完成后，油压降为零，使提升机完全静止。
二级制动是指在提升机事故状态下进行紧急制动，使制动油压很快降到预先调定的某一值，经过延时后，制动器的油压回到零位，使整个提升系统处于全制动状态，即停下状态。二级制动是恒减速制动的后备保护，当恒减速功能故障或失效时，系统自动切换到二级制动功能。
制动系统监控功能，液压站的监控，工作制动敞闸/施闸时，通过油压测量，来监控制动控制阀和蓄能器装置。有油泵的电机启动器保护、监测泵电机的安全断路器是否完好，液压站包括：低油位，通过由调温器控制加热器利冷却器进行油温控制；高油温、油过滤器等。
应急开车功能，当闸控系统发生故障时，会在闸控卡面板上显示相关故障信息。在手动闸的工作方式下，如果用户无法及时排除故障，又需要应急开车的话，允许用户打开旁路允许开车钥匙开关，此时，用户可以在闸控卡面板上操作相关按钮，对故障进行旁路，故障被旁路后允许系统安全回路复位，允许车一次；当提升机再次停车后，旁路被自动取消，必须排除故障后再开车。
环境方面：提升机控制系统中使用的所有电压来自于主隔离变压器（400V/230V）。计算机用电及工艺控制用电的电源应分开。使用差分模拟输入以及感性负载抑制装置。工艺电缆布线，屏蔽接地以及备用导线接地符合要求。所有电力设备均具有保护性接地。
恒减速在提升机制动控制系统中的应用极大的改善了提升系统的安全性与人员乘坐其提升容器的舒适性，从一定程度上保护了设备及钢丝绳免受机械力的损伤。在今后的发展中将会有更加完善的设备及控制程序来取代它，有待我们更进一步的研究与探索。
参考文献：
1.《矿山机械》2010年第13期，作者：罗建中，梁玉，陈作庆，陈辉
2.《矿山机械》2003年11期，作者：孙向文，刘跃敏
3.E141A恒减速液压站原理应用[J].冶金/矿山通用机械，2010.作者：徐犇、司美丽
4.DYYZ型恒减速液压站使用说明书，HJS-1.西马格
【关键词】 恒减速；闭环控制；安全性能；使用寿命
随着社会的发展，“以人为本”深入人心，职工工作环境的安全性与舒适性得到了更大的改善。恒减速在提升机制动系统中的應用由此而生，用于对提升机制动系统的工作制动和安全制动进行控制。
提升机恒减速控制系统组成与功能：机械设备部分为盘式制动系统，盘式制动设备由至少两个制动盘上工作的液压制动单元以及带有油泵和控制阀的液压站构成。电控部分系统由主控制柜、就地控制柜、制动手柄和测速发电机构成。控制系统配置由主控柜，就地控制柜和测速发电机等设备组成。
控制过程：制动器用于在提升机手动和自动模式中，对安全制动工作制动功能进行控制。在手动制动模式中，提升机司机通过操作台制动手柄以及提升机控制器的主提升命令，在闸控卡和PLC制动控制器的协作下，操作工作制动。自动模式下，敞闸和施闸的时序直接由提升机提升命令控制。在PLC、闸控卡和测速发电机的配合下，由提升机安全电路继电器来对安全制动进行安全制动控制。闸控卡面板显示制动系统的状态以及故障指示，用于测试和参数设置。
工作制动控制功能：制动器通过液压站中的控制阀来控制。一些阀门既适用于工作制动功能，也适用于安全制动功能。油泵电机和油冷却风机由电就地控制框中的启动器组进行控制。工作制动的敞闸、施闸取决于两个输出继电器。如果其中一个输出继电器出现故障，则制动不能敝闸，保持在施闸状态。此外，如果输出继电器中的另一个在启动后出现故障，工作制动将进行施闸操作。PLC控制着制动系统的两路敞闸输出，继电器以及模拟参考信号。数字敞闸信号由敞闸继电器上的触点以及位于安全继电器（提升机安全继电器的辅助继电器）上的触点信号构成。敞闸信号连接到液压站中的制动控制阀。敝闸模拟信号通过闸控时连接，用于比例控制阀。
提升机启动时：工作制动的敞闸时序，其顺序确保了工作制动的平缓顺利敞闸，并能够对制动控制阀的功能进行监测。
1、在收到主提升命令时，继电器通电，通过对比例阀控制，油压增加。
2、然后，尽快增加比例阀的参考电压，从而将油压再次增加到设定压力，制动器压力升高到贴闸压力值（几乎为零制动力）。
3、在收到主提升命令一段时间后，对控制阀继电器通电，从而将油压增加到最大值，使得制动单元全压工作。
提升机停止时：
1、制动器施闸顺序（自动制动控制）。其顺序确保了工作制动的平缓顺利施闸，并能够对制动控制阀的功能进行监测。对控制阀继电器断电，油压降低，在贴闸压力下开始施闸。这种工作模式应在提升容器到达停车位前应用。
2、在停车位置上，主提升命令消失，在比例阀控制下，油压降低到停车设定压力。
3、然后，同样在阀的作用下，将油压尽快降低倒零位，制动力相应地增加。
4、在延迟定时间后，将备用控制阀继电器短暂得电，油压降低到预设的稳定油压，此稳定压力对应于紧急制动时二级制动力。其目的在于检查备用阀门的功能。
手动工作制动控制模式（通过选择开关进行设置）。在手动制动控制模式下，制动压力受闸控手柄控制，可以将油压控制在稳定油压与贴闸油压之间。通过操作台上油压表来指示油压大小。如果没有选择手动制动控制，则制动器的开/关受电控系统提升手柄控制，此时制动系统工作模式与自动模式相同。
安全制动控制功能，提升机安全电路跳闸时，控制阀和油泵的电源在制动系统安全继电器触点（断开）的作用下，均会断开。由此触发提升机紧急减速的安全制动，在减速过程中，蓄能器将油压保持在所需的水平。蓄能器由控制阀泄压，同时还受安全继电器控制。阀门经过液压设置，具有适当的压力以便能够达到设计的减速度要求。此外，压力保持时间也是通过液压设置实现的。对冗余液压控制阀断电，从而确保了安全制动的功能正常。每次制动时，系统都会对安全制动时使用的控制阀进行自动检测。当提升机停止时，系统每隔几小时对紧急制动时用来释放蓄能器压力的控制阀进行自动监测。
制动系统设置了四种安全制动方式，恒减速功能，后备恒减速功能，二级制动功能，一级制动功能以保证系统在不同情况下的安全制动，为系统的安全性提供了可靠的保证。
恒减速制动，闸控卡以及由滚筒驱动的测速发电机用于紧急制动时的恒减速控制。在设置的压力范围内（最大压力和最小压力），闸控卡将不受现有制动条件（净负荷、位置、方向及摩擦系数）的影响，将减速度控制在设定值内。系统主要为速度环、压力环闭环调节系统。提升系统正常工作时，恒减速控制系统不起作用，处于封锁状态。当系统安全制动时，恒减速控制系统投入工作，速度环和压力环解除封锁参与系统控制。与此同时，“制动减速度给定环节”从与提升机运行速度成比例的电平信号开始，按照给定的减速度形成速度给定曲线，该给定值加到速度调节器，经过运算输出“与制动力的大小成比例的电压信号”，经“油压形成环节”转换成油压给定值。该给定值送到“压力调节器”与压力反馈相比较后形成比例方向电流，进而控制制动力的大小，使提升机的速度随给定值变化并达到预期的减速度。系统在PLC程序内设置了监控方式，当速度的实际值与给定值进行比较，当实际值大于或小于给定值一定范围时（通常设为14%）动作。系统退出恒减速功能，进入后备恒减速制动。
后备恒减速，当恒减速制动出现故障时，后备恒减速功能自动投入，此时在PLC内部经过对提升机速度和主电机电流的综合运算，计算出此时所需制动力矩所对应的油压值，然后由PLC给出比例溢流阀所需的给定值，同时根据实际的速度反馈，与给定减速度的比较，监视压力是否合适，如制动速度慢，将自动增大制动力，直到满足相应的制动减速度，此时将保持制动油压，直到制动完成后，油压降为零，使提升机完全静止。
二级制动是指在提升机事故状态下进行紧急制动，使制动油压很快降到预先调定的某一值，经过延时后，制动器的油压回到零位，使整个提升系统处于全制动状态，即停下状态。二级制动是恒减速制动的后备保护，当恒减速功能故障或失效时，系统自动切换到二级制动功能。
制动系统监控功能，液压站的监控，工作制动敞闸/施闸时，通过油压测量，来监控制动控制阀和蓄能器装置。有油泵的电机启动器保护、监测泵电机的安全断路器是否完好，液压站包括：低油位，通过由调温器控制加热器利冷却器进行油温控制；高油温、油过滤器等。
应急开车功能，当闸控系统发生故障时，会在闸控卡面板上显示相关故障信息。在手动闸的工作方式下，如果用户无法及时排除故障，又需要应急开车的话，允许用户打开旁路允许开车钥匙开关，此时，用户可以在闸控卡面板上操作相关按钮，对故障进行旁路，故障被旁路后允许系统安全回路复位，允许车一次；当提升机再次停车后，旁路被自动取消，必须排除故障后再开车。
环境方面：提升机控制系统中使用的所有电压来自于主隔离变压器（400V/230V）。计算机用电及工艺控制用电的电源应分开。使用差分模拟输入以及感性负载抑制装置。工艺电缆布线，屏蔽接地以及备用导线接地符合要求。所有电力设备均具有保护性接地。
恒减速在提升机制动控制系统中的应用极大的改善了提升系统的安全性与人员乘坐其提升容器的舒适性，从一定程度上保护了设备及钢丝绳免受机械力的损伤。在今后的发展中将会有更加完善的设备及控制程序来取代它，有待我们更进一步的研究与探索。
参考文献：
1.《矿山机械》2010年第13期，作者：罗建中，梁玉，陈作庆，陈辉
2.《矿山机械》2003年11期，作者：孙向文，刘跃敏
3.E141A恒减速液压站原理应用[J].冶金/矿山通用机械，2010.作者：徐犇、司美丽
4.DYYZ型恒减速液压站使用说明书，HJS-1.西马格