本公開(kāi)大體涉及礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)。特別地，涉及礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)的提升機(jī)卷筒的控制。

背景技術(shù)：

以多于一個(gè)的層卷繞繩索的提升機(jī)卷筒正常情況下具有布設(shè)繩索的折線(折線)繩槽。繩槽除了在交叉區(qū)段外是平行的，在該交叉區(qū)段中，繩槽使繩索在卷筒的軸向方向上移動(dòng)等于繩索直徑的一半的距離，到下一平行的繩槽。在卷筒表面的圓周上存在有兩個(gè)交叉區(qū)段，這意味著在完整一圈之后繩索已被折線繩槽移動(dòng)了一個(gè)繩索直徑。正常情況下交叉區(qū)段是正好相反的(diametrical)。該布置稱為對(duì)稱折線。

卷筒正常情況下安裝在地面附近。繩索從卷筒行進(jìn)到礦井上方的頭架中的天輪(headsheave)。卷筒與天輪之間的繩索角度正常情況下在45度左右。在通過(guò)了天輪之后，繩索在礦井中豎直地行進(jìn)。繩索端部被連接至用于人員、礦物或設(shè)備的運(yùn)送的運(yùn)輸機(jī)。繩索的在提升機(jī)卷筒與天輪之間的部分稱為懸索。

交叉區(qū)段在短時(shí)間內(nèi)推動(dòng)繩索，在垂直于繩索軸線的方向上在繩索上創(chuàng)建了接近矩形脈沖的形狀的“踢動(dòng)”，也稱為橫向踢動(dòng)?？梢越柚诟道锶~變換將脈沖波轉(zhuǎn)換成具有諧波的基本正弦波。如果踢動(dòng)重復(fù)、即以對(duì)應(yīng)于懸索的固有或共振頻率的頻率激勵(lì)，則橫向懸索振蕩的振幅將積聚到大得不可接受的值。高振幅將嚴(yán)重影響繩索壽命。

此外，高振幅可能會(huì)對(duì)與運(yùn)輸機(jī)一起行進(jìn)的人員造成不適。

已知的是，通過(guò)當(dāng)繩索拉力接近懸索共振的點(diǎn)(可在最大速度時(shí)產(chǎn)生)時(shí)降低提升力(即繩索速度)，該共振點(diǎn)將移位至另一繩索拉力，因?yàn)樵诮档偷乃俣认?，卷筒上的折線的激勵(lì)或踢動(dòng)頻率將被降低。

對(duì)于始終以標(biāo)稱全速運(yùn)行并且在向上方向上的恒定負(fù)載和具有在向下方向上的零有效載荷的提升機(jī)(這是針對(duì)生產(chǎn)提升機(jī)的情況)來(lái)說(shuō)，正常情況下在提升速度被降低的礦井中具有預(yù)設(shè)距離是充分的。然而，這在運(yùn)輸機(jī)的有效載荷和速度變化的情況下是不夠的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的是解決或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的這些問(wèn)題。

因此，根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供有一種控制礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)的懸索中的橫向共振的方法，礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)包括具有折線繩槽的提升機(jī)卷筒、天輪、具有豎直繩索部分的繩索和在提升機(jī)卷筒與天輪之間延伸的懸索和附接至豎直繩索部分的運(yùn)輸機(jī)，其中方法包括：a)確定運(yùn)輸機(jī)的當(dāng)前有效載荷，b)獲得對(duì)應(yīng)于運(yùn)輸機(jī)的第一速度的提升機(jī)卷筒的提升速度，c)確定沿著豎直繩索部分的橫向共振位置，在該橫向共振位置處當(dāng)由具有當(dāng)前有效載荷和第一速度的運(yùn)輸機(jī)所抵達(dá)時(shí)在懸索中產(chǎn)生橫向共振，其中橫向共振位置基于當(dāng)前有效載荷和提升速度來(lái)確定，和d)在包括橫向共振位置的速度降低區(qū)中降低運(yùn)輸機(jī)的第一速度。

可通過(guò)在速度降低區(qū)降低運(yùn)輸機(jī)的第一速度獲得的技術(shù)效果在于，共振點(diǎn)被移動(dòng)遠(yuǎn)離橫向共振點(diǎn)。作為結(jié)果在所確定的橫向共振位置處不會(huì)發(fā)生橫向共振。此外，由于在速度降低區(qū)的外側(cè)維持第一速度，所以歸因于速度降低而被移動(dòng)的橫向共振位置將永遠(yuǎn)不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，這是因?yàn)楫?dāng)運(yùn)輸機(jī)在速度降低區(qū)的外側(cè)移動(dòng)時(shí)橫向共振位置會(huì)移動(dòng)至原始確定的橫向共振位置。因此，對(duì)于運(yùn)輸機(jī)的任何有效載荷和任何第一速度都可以基本上避免懸索中的橫向共振。每當(dāng)運(yùn)輸機(jī)在礦井中提升時(shí)，有效載荷和/或速度因此被允許有所變化。

一個(gè)實(shí)施例包括接收來(lái)自天輪的第一負(fù)載傳感器的第一力測(cè)量和來(lái)自天輪的第二負(fù)載傳感器的第二力測(cè)量，其中步驟a)牽涉到通過(guò)將第一力測(cè)量加至第二力測(cè)量來(lái)確定力值的總和，其中當(dāng)前有效載荷基于力值的總和來(lái)確定。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)前有效載荷通過(guò)從力值的總和中減去豎直繩索部分的重量、運(yùn)輸機(jī)的重量和天輪的重量來(lái)確定。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在步驟c)中確定橫向共振位置進(jìn)一步基于懸索的共振頻率、提升機(jī)卷筒的直徑、發(fā)生在折線繩槽的交叉處的繩索的脈沖的頻率、豎直繩索部分的從天輪的中心軸線到礦井開(kāi)口的長(zhǎng)度、運(yùn)輸機(jī)的重量、每單位長(zhǎng)度的繩索重量和懸索的長(zhǎng)度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在步驟c)中橫向共振位置從查找表中獲得，查找表包含針對(duì)多個(gè)不同當(dāng)前有效載荷和提升速度組合的預(yù)先計(jì)算的橫向共振位置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，降低運(yùn)輸機(jī)的第一速度的步驟d)牽涉到降低提升速度。

一個(gè)實(shí)施例包括基于在步驟b)中獲得的提升速度來(lái)確定速度降低區(qū)，其中速度降低區(qū)的確定牽涉到檢索速度降低區(qū)，速度降低區(qū)已針對(duì)橫向共振位置確定并且已基于與由第一負(fù)載傳感器測(cè)得的第一力測(cè)量和由第二負(fù)載傳感器測(cè)得的第二力測(cè)量之間的差異成比例的懸索側(cè)力值確定。

根據(jù)本公開(kāi)的第二方面，提供有一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)引起包括處理系統(tǒng)的提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法。

根據(jù)本公開(kāi)的第三方面，提供有一種提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)，被配置成控制礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)中的懸索的橫向共振，礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)包括具有折線繩槽的提升機(jī)卷筒、天輪、具有在提升機(jī)卷筒與天輪之間延伸的懸索和豎直繩索部分的繩索和被附接至豎直繩索部分的運(yùn)輸機(jī)，其中提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)單元，和處理單元，其中存儲(chǔ)單元包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)引起提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)以：確定運(yùn)輸機(jī)的當(dāng)前有效載荷，獲得對(duì)應(yīng)于運(yùn)輸機(jī)的第一速度的提升機(jī)卷筒的提升速度，確定沿著附接有運(yùn)輸機(jī)的繩索的豎直繩索部分的橫向共振位置，確定沿著豎直繩索部分的橫向共振位置，在該橫向共振位置處當(dāng)由具有當(dāng)前有效載荷和第一速度的運(yùn)輸機(jī)所抵達(dá)時(shí)在懸索中產(chǎn)生橫向共振，其中橫向共振位置基于當(dāng)前有效載荷和提升速度來(lái)確定，和在包括橫向共振位置的速度降低區(qū)中降低運(yùn)輸機(jī)的第一速度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理單元被配置成接收來(lái)自天輪的第一負(fù)載傳感器的第一力測(cè)量和來(lái)自天輪的第二負(fù)載傳感器的第二力測(cè)量，其中處理系統(tǒng)被配置成通過(guò)將第一力測(cè)量添加至第二力測(cè)量來(lái)確定力值的總和，并且其中處理系統(tǒng)被配置成基于力值的總和來(lái)確定當(dāng)前有效載荷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理系統(tǒng)被配置成通過(guò)從力值的總和中減去豎直繩索部分的重量、運(yùn)輸機(jī)的重量和天輪的重量來(lái)確定當(dāng)前有效載荷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理系統(tǒng)被配置成基于懸索的共振頻率、提升機(jī)卷筒的直徑、發(fā)生在提升機(jī)卷筒的折線繩槽的交叉處的繩索的脈沖的頻率、豎直繩索部分從天輪的中心軸線到礦井開(kāi)口的長(zhǎng)度、運(yùn)輸機(jī)的重量、每單位長(zhǎng)度的繩索重量和懸索的長(zhǎng)度來(lái)確定橫向共振位置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理系統(tǒng)被配置成從查找表中獲得橫向共振位置，查找表包含針對(duì)多個(gè)不同當(dāng)前有效載荷和提升速度組合的預(yù)計(jì)算的橫向共振位置。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理系統(tǒng)被配置成基于提升速度來(lái)確定速度降低區(qū)，其中處理系統(tǒng)被配置成通過(guò)檢索如下的速度降低區(qū)來(lái)確定速度降低區(qū)，所述速度降低區(qū)已針對(duì)橫向共振位置確定并且已基于與由第一負(fù)載傳感器測(cè)得的第一力測(cè)量和由第二負(fù)載傳感器測(cè)得的第二力測(cè)量之間的差異成比例的懸索側(cè)力值確定。

根據(jù)本公開(kāi)的第四方面，提供有一種礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)，包括：提升機(jī)卷筒，具有折線繩槽，天輪，繩索，被布置成在提升機(jī)卷筒與天輪之間延伸以由此限定懸索和豎直繩索部分，運(yùn)輸機(jī)，被布置成附接至豎直繩索部分，馬達(dá)，被布置成操作提升機(jī)卷筒，布置成控制馬達(dá)的根據(jù)第三方面的提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)。

一般地，權(quán)利要求書中使用的所有術(shù)語(yǔ)均應(yīng)根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的普通含義進(jìn)行解釋，除非本文另有明確定義。所有對(duì)“一/一個(gè)/元件、設(shè)備、組成部件、裝置等”的引用將被開(kāi)放地解釋為指代元件、設(shè)備、組成部件、裝置等的至少一個(gè)實(shí)例，除非另有明確說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參照附圖通過(guò)示例的方式來(lái)描述本發(fā)明的概念的具體實(shí)施例，其中：

圖1是礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)和提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)的示意性示例；

圖2是圖1中的礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)的示例的示意性前視圖；

圖3a是圖1中的礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)中的天輪的細(xì)節(jié)的示意性側(cè)視圖；

圖3b是圖1中的天輪的細(xì)節(jié)的示意性前視圖；

圖3c是圖1中的提升機(jī)卷筒和天輪的示意性前視圖；

圖4控制圖1中的礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)的懸索中的橫向共振的方法的示意圖；和

圖5a至圖5c示出懸索側(cè)力值的圖形。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在下文中參照其中示出示例性實(shí)施例的附圖更充分地描述本發(fā)明的概念。然而，本發(fā)明的概念可以以很多不同的形式來(lái)體現(xiàn)并且不應(yīng)解釋為限于本文所陳述的實(shí)施例；而是，這些實(shí)施例是通過(guò)示例的方式提供的使得本公開(kāi)將是徹底且完整的，并且會(huì)將本發(fā)明的概念充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。相似的附圖標(biāo)記貫穿描述是指相似的元件。

本公開(kāi)概括而言詳述了：如何通過(guò)確定沿著繩索的從天輪延伸至與豎直繩索部分連接的運(yùn)輸機(jī)的豎直繩索部分的橫向共振位置，并通過(guò)在包括橫向共振位置的速度降低區(qū)中降低運(yùn)輸機(jī)的速度，可以在礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)中避免或至少減少懸索中的橫向共振。橫向共振位置基于被布置成借助于提升機(jī)卷筒在礦井中提升的運(yùn)輸機(jī)的當(dāng)前有效載荷，并且在速度被預(yù)編程的情況下基于運(yùn)輸機(jī)在礦井中移動(dòng)的期望速度，或者在運(yùn)輸機(jī)速度被手動(dòng)操作的情況下基于運(yùn)輸機(jī)在礦井中移動(dòng)的實(shí)際當(dāng)前速度。

通過(guò)僅在速度降低區(qū)中降低速度，在存在有若干懸索橫向共振點(diǎn)的情況下，橫向共振點(diǎn)被移動(dòng)遠(yuǎn)離所確定的橫向共振點(diǎn)。

本公開(kāi)此外詳述了在控制方法中沿著豎直繩索部分的哪些位置應(yīng)該被分類為橫向共振位置，因?yàn)榭赡艽嬖谟性趹宜髦刑峁┎惶@著的橫向共振的一些橫向共振位置，在那里不必要降低運(yùn)輸機(jī)的速度。因此本文還公開(kāi)了一種調(diào)諧方法，其中對(duì)于控制方法選擇相關(guān)橫向共振點(diǎn)。調(diào)諧方法還公開(kāi)了如何選擇速度降低區(qū)和在速度降低區(qū)應(yīng)該多大地降低運(yùn)輸機(jī)的速度。

圖1描繪了包括折線型的提升機(jī)卷筒5的礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1。提升機(jī)卷筒5因此具有多個(gè)折線繩槽5a，如圖2所示。折線繩槽5a具有每匝兩個(gè)交叉區(qū)段，如圖2中借助于區(qū)域5b和5c所示。各交叉區(qū)段使折線繩槽5a在軸向方向上平移例如繩索直徑的一半。在一個(gè)匝中各折線繩索5a因此在軸向方向上被平移一個(gè)繩索直徑。

卷筒提升機(jī)5可以例如是單卷筒提升機(jī)或雙卷筒提升機(jī)。它們中的每一個(gè)可以配備有攜帶運(yùn)輸機(jī)的一個(gè)或多個(gè)繩索。

礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1進(jìn)一步包括天輪7、繩索9和運(yùn)輸機(jī)11。繩索9以一個(gè)或多個(gè)層、例如三個(gè)層圍繞提升機(jī)卷筒5卷繞。繩索9從提升機(jī)卷筒5延伸到天輪7。繩索9具有提升機(jī)卷筒5(繩索圍繞提升機(jī)卷筒5被卷繞在折線繩槽5a中)與天輪7之間延伸的懸索9a。繩索9具有從天輪7行進(jìn)到運(yùn)輸機(jī)的豎直繩索部分9b。繩索9被連接或附接至運(yùn)輸機(jī)11，使得當(dāng)提升機(jī)卷筒5被轉(zhuǎn)動(dòng)并且繩索9被卷繞或展開(kāi)時(shí)，運(yùn)輸機(jī)11的豎直位置被更改。

礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1包括第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b。天輪7配備有第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b。第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b用于確定運(yùn)輸機(jī)11的當(dāng)前有效載荷和天輪7上的懸索側(cè)力。

在圖1中描繪了多個(gè)豎直距離。第一距離d1被限定為從天輪軸線a到作為用于傳輸機(jī)11的上側(cè)登陸水平高度的礦井開(kāi)口13的豎直距離。該第一距離d1是固定的，并且是已知參數(shù)。第二距離d2被限定為從礦井開(kāi)口13到運(yùn)輸機(jī)11頂?shù)呢Q直距離。當(dāng)運(yùn)輸機(jī)處于下側(cè)登陸水平高度時(shí)第二距離d2處于其最大值。第三距離d3被確定為從天輪軸線a到運(yùn)輸機(jī)11頂?shù)木嚯x，即第一距離d1和第二距離d2的總和。正常情況下是第二距離d2確定沿著豎直繩索部分9b的橫向共振位置，這將在下文中更詳細(xì)地描述。橫向共振位置是當(dāng)具有特定有效載荷和速度的運(yùn)輸機(jī)抵達(dá)時(shí)在懸索9a中發(fā)生橫向共振的沿著豎直繩索部分9b的位置。

礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1包括具有處理系統(tǒng)3a和存儲(chǔ)單元3b的提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3。存儲(chǔ)單元3b包括當(dāng)在處理系統(tǒng)3a上運(yùn)行時(shí)引起提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3執(zhí)行本文所公開(kāi)的方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行組件。特別地，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3被配置成確定運(yùn)輸機(jī)11的當(dāng)前有效載荷。提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3可以例如基于分別由第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b執(zhí)行的第一力測(cè)量和第二力測(cè)量來(lái)確定當(dāng)前有效載荷。

提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3此外被配置成獲得以每秒米為單位的提升機(jī)卷筒5的提升速度，這是運(yùn)輸機(jī)11的速度，本文中稱作第一速度。提升速度可以是用于操作運(yùn)輸機(jī)11的預(yù)編程的參數(shù)，或者可以是例如通過(guò)測(cè)量提升機(jī)卷筒5的每單位時(shí)間旋轉(zhuǎn)數(shù)而獲得的實(shí)時(shí)值。

提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3此外被配置成確定當(dāng)具有特定有效載荷和速度的運(yùn)輸機(jī)11所抵達(dá)時(shí)在懸索9a中發(fā)生橫向共振的沿著豎直繩索部分9b的橫向共振位置，并且被配置成在包括橫向共振位置的速度降低區(qū)中降低運(yùn)輸機(jī)11的第一速度。

橫向共振位置由提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3基于當(dāng)前有效載荷和提升速度來(lái)確定。橫向共振位置對(duì)于運(yùn)輸機(jī)11的某些位置來(lái)說(shuō)等效于第二距離d2。通過(guò)在速度降低區(qū)中將運(yùn)輸機(jī)11的第一速度降低至第二速度，通過(guò)操作該提升速度，使橫向共振位置從由提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3確定的那個(gè)位置移動(dòng)至移動(dòng)后橫向共振位置。關(guān)于移動(dòng)后橫向共振位置意味著橫向共振位置歸因于第一速度的降低所被移動(dòng)的橫向共振位置。然而，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)11達(dá)到移動(dòng)后橫向共振位置時(shí)不會(huì)發(fā)生懸索共振，因?yàn)榈谝凰俣葍H在速度降低區(qū)中被降低。

礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1可以包括馬達(dá)m和驅(qū)動(dòng)單元15。提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3可以被配置成例如經(jīng)由驅(qū)動(dòng)單元15來(lái)操作馬達(dá)m以由此控制繩索9從提升機(jī)卷筒5的卷繞速度和展開(kāi)速度、即提升速度。作為結(jié)果運(yùn)輸機(jī)11的速度可以被控制。

圖3a示意性地示出天輪7、負(fù)載傳感器中的一個(gè)(在該示例中是第一負(fù)載傳感器7a)、懸索9a和豎直繩索部分9b的側(cè)視圖。由第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b測(cè)得的總力(力值的總和)ftot是由天輪7的重量與繩索拉力的矢量和(即被視為具有不同方向的矢量分量但它們兩者具有相同幅值fr的豎直分量fr和懸索分量fr)所提供的力的總和。

根據(jù)一個(gè)變型，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3被布置成通過(guò)將第一力測(cè)量fla加至第二力測(cè)量flb來(lái)確定力值的總和，如圖3b所示。根據(jù)一個(gè)變型，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3被配置成基于作為第一力測(cè)量fla和第二力測(cè)量flb的矢量和的絕對(duì)值的力值的總和ftot來(lái)確定當(dāng)前有效載荷。當(dāng)前有效載荷可以通過(guò)從力值的總和ftot中減去豎直繩索部分9b的重量、運(yùn)輸機(jī)11的重量和天輪7的重量來(lái)確定。懸索共振頻率fc、特別是基礎(chǔ)共振頻率可以表達(dá)為：

其中l(wèi)c是懸索9a的長(zhǎng)度并且mr是以質(zhì)量/長(zhǎng)度單元、例如kg/m為單位的繩索的重量。當(dāng)基礎(chǔ)繩索踢動(dòng)頻率的fexc的整數(shù)倍等于懸索共振頻率fc時(shí)，獲得懸索中的橫向共振。基礎(chǔ)繩索踢動(dòng)頻率可以表達(dá)為：

其中v是以米/秒為單位的提升速度，并且d是提升機(jī)卷筒5的直徑。在有若干層繩索卷繞到提升機(jī)卷筒5上的情況下，在計(jì)算基礎(chǔ)繩索踢動(dòng)頻率fexc時(shí)也將這些考慮在內(nèi)。

繩索拉力值可以表達(dá)為fr＝(mc+ml+d3*mr)*g，其中mc是運(yùn)輸機(jī)11的重量并且ml是當(dāng)前有效載荷，第三距離d3＝d1+d2，并且g是重力加速度。因此從關(guān)系fexc＝fc可以推導(dǎo)出：

根據(jù)一個(gè)變型，鑒于等式(3)，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3可以因此被配置成除了有效載荷和提升速度之外還基于懸索9a的共振頻率、提升機(jī)卷筒5的直徑d、發(fā)生在折線繩槽的交叉處的繩索中的脈沖的頻率(即繩索踢動(dòng)頻率fexc)、從天輪的中心軸線(即天輪軸線a)到礦井開(kāi)口13的豎直繩索部分的長(zhǎng)度(即第一距離d1)、懸索的長(zhǎng)度、運(yùn)輸機(jī)的重量mc和每長(zhǎng)度單位繩索重量mr來(lái)確定橫向共振位置。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D4來(lái)描述借助于提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3來(lái)控制礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1的懸索9a中的橫向共振的方法。

在步驟a)中，借助于提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3的處理系統(tǒng)3a來(lái)確定運(yùn)輸機(jī)11的當(dāng)前有效載荷ml。當(dāng)前有效載荷因此可以例如以上文描述的方式來(lái)確定。

如先前已提到的，步驟a)可以包括接收來(lái)自天輪7的第一負(fù)載傳感器7a的第一力測(cè)量和來(lái)自天輪7的第二負(fù)載傳感器7b的第二力測(cè)量。在該情況中步驟a)牽涉到通過(guò)將第一力測(cè)量加至第二力測(cè)量來(lái)確定力值的總和，其中當(dāng)前有效載荷基于力值的總和ftot來(lái)確定。特別地，當(dāng)前有效載荷可以通過(guò)從力值的總和ftot中減去運(yùn)輸機(jī)11的重量、豎直繩索部分9b和天輪7的重量來(lái)確定。

在步驟b)中獲得提升機(jī)卷筒5的提升速度v。與運(yùn)輸機(jī)11的第一速度成比例的提升速度v可以與運(yùn)輸機(jī)的期望最大速度成比例(即是預(yù)編程的參數(shù))，或者可以實(shí)時(shí)確定。

應(yīng)該注意的是，對(duì)于步驟a)和b)不必要以上面的順序執(zhí)行；它們的順序可以互換。

在步驟c)中確定沿著豎直繩索部分9b的橫向共振位置(為第二距離d2的某一段)。橫向共振位置基于當(dāng)前有效載荷ml和基于提升速度v來(lái)確定。橫向共振位置根據(jù)一個(gè)變型可以借助于等式(3)來(lái)確定。替代地，橫向共振位置可以從在其中存儲(chǔ)有提升速度與當(dāng)前有效載荷的多個(gè)組合的查找表中檢索。

根據(jù)一個(gè)變型，在步驟c)中橫向共振位置的確定進(jìn)一步基于懸索的共振頻率fc、提升機(jī)卷筒5的直徑、折線繩槽5b的交叉處發(fā)生的繩索9中的脈沖的頻率fexc、從天輪7的中心軸線(即天輪軸線a)到礦井開(kāi)口13的豎直繩索部分9b的長(zhǎng)度(即第一距離d1)、運(yùn)輸機(jī)的重量mc、懸索9a的長(zhǎng)度和繩索每長(zhǎng)度單位的繩索重量mr。

在步驟d)中，通過(guò)在包括橫向共振位置的速度降低區(qū)降低提升速度而由提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3來(lái)降低運(yùn)輸機(jī)11的第一速度。第一速度的降低因此可以例如通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)單元15的提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3獲得，驅(qū)動(dòng)單元15進(jìn)而操作驅(qū)動(dòng)提升機(jī)卷筒5的馬達(dá)m。

速度降低區(qū)可以通過(guò)檢索在調(diào)諧/校準(zhǔn)程序期間對(duì)于橫向共振位置已確定的速度降低區(qū)來(lái)確定。速度降低區(qū)可以在調(diào)諧程序期間基于與由第一負(fù)載傳感器7a測(cè)得的第一力測(cè)量fla和由第二負(fù)載傳感器7b測(cè)得的第二力測(cè)量flb之間的差異成比例的懸索側(cè)力值fc來(lái)確定。將在下文中更詳細(xì)地描述該程序。

用于提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3的控制程序的調(diào)諧對(duì)于能夠確定相關(guān)橫向共振位置是重要的，以由此獲得借助于運(yùn)輸機(jī)1的設(shè)備、礦物和人員的高效運(yùn)送。因此，在礦井卷筒提升機(jī)系統(tǒng)1和提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3的調(diào)試之前，可以調(diào)諧或校準(zhǔn)提升機(jī)卷筒控制。將在下文中描述調(diào)諧程序。

轉(zhuǎn)到圖3c，該圖示意性地示出了提升機(jī)卷筒5、天輪7、第一負(fù)載傳感器7a和第二負(fù)載傳感器7b的前視圖。如可以在圖3c中看出的，在兩個(gè)極端位置中示出了在由天輪限定的豎直中心軸線與懸索9a之間的偏角α。偏角α取決于隨著懸索在卷繞操作期間沿著提升機(jī)卷筒5的軸向方向在左與右之間移動(dòng)時(shí)從提升機(jī)卷筒5上已展開(kāi)多少繩索9。

根據(jù)一個(gè)變型，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3被配置成：通過(guò)如先前已描述的借助于利用第一負(fù)載傳感器7a的第一力測(cè)量fla和利用第二負(fù)載傳感器7b的第二負(fù)載測(cè)量flb確定作為繩索拉力的懸索分量fr，并通過(guò)將繩索拉力乘以sinα、即fr×sin(α)(其中α是偏角)來(lái)確定理論懸索側(cè)力值fc1。如對(duì)于多個(gè)第二距離d2所示的理論側(cè)力值fc1被示出在圖5a中的圖中。調(diào)諧程序因此利用了沿著運(yùn)輸機(jī)11在其中被豎直運(yùn)送的整個(gè)礦井測(cè)得的第一負(fù)載傳感器7a的第一力測(cè)量和第二負(fù)載傳感器7b的第二力測(cè)量?？梢钥闯?，理論懸索側(cè)力值fc1隨著運(yùn)輸機(jī)11沿豎直軸線在礦井中移動(dòng)(即隨著第二距離d2改變)而改變。實(shí)際上，繪圖看起來(lái)更像圖5b中示出的示例，其中歸因于懸索9a中在諧振處大大增加的橫向踢動(dòng)懸索振蕩力被疊加到懸索側(cè)力值fc1上。因此獲得了具有懸索測(cè)力值fc的繪圖。然后像圖5b中所示出的繪圖，在繪圖中具有增加的懸索振蕩的各區(qū)域?qū)?yīng)于橫向共振位置。各懸索側(cè)力值fc與第一力測(cè)量fla和第二力測(cè)量flb之間的差異成比例。懸索側(cè)力值fc因此可以基于在各測(cè)量點(diǎn)處的第一力測(cè)量fla與第二力測(cè)量flb之間的差異來(lái)確定。

圖5b中的繪圖中的這些懸索振蕩力的幅值可以由例如調(diào)試工程師利用以確定橫向共振位置是否大到足以激發(fā)運(yùn)輸機(jī)的速度降低，并因此確定這樣的橫向共振位置附近的速度降低區(qū)。為此目的，調(diào)試工程師可以例如計(jì)算在一段時(shí)間內(nèi)的多個(gè)值的最大值與最小值之間的差異。借助于研究橫向共振位置發(fā)生所在的區(qū)域，也可以確定速度降低區(qū)，即將速度降低區(qū)限定在橫向共振位置之前多遠(yuǎn)和橫向共振位置之后多遠(yuǎn)。速度降低區(qū)可以例如在第一步驟中由調(diào)試工程師在研究然后像圖5b中呈現(xiàn)的繪圖通過(guò)合理的猜測(cè)來(lái)確定或獲得。此后可以利用所確定的速度降低區(qū)使運(yùn)輸機(jī)11經(jīng)受測(cè)試驅(qū)動(dòng)。然后借助于在各測(cè)量點(diǎn)處與第一力測(cè)量fla和第二力測(cè)量flb之間的差異成比例再次確定懸索側(cè)力值fc。然后可以驗(yàn)證所確定的/所猜測(cè)的速度降低區(qū)對(duì)于減少或消除在橫向共振位置處的懸索振蕩是否充分，或者是否必須修改速度降低區(qū)。可以重復(fù)/迭代該程序直到獲得了令人滿意的結(jié)果。如此確定的對(duì)于多個(gè)橫向共振位置的速度降低區(qū)可以然后由提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3存儲(chǔ)。因此，當(dāng)提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3在以后的時(shí)間出于控制懸索9a中的橫向共振的目的如上面所描述地確定對(duì)于某一有效載荷的橫向共振位置時(shí)，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3可以被配置成通過(guò)在調(diào)諧/校準(zhǔn)期間檢索對(duì)于該橫向共振位置的合適的速度降低區(qū)來(lái)確定對(duì)于該橫向共振位置的速度降低區(qū)。

此外，第二速度、即降低的速度也可以由調(diào)試工程師來(lái)確定。因此可以調(diào)諧/校準(zhǔn)控制懸索9a中的橫向共振的方法。

圖5c示出了已從圖5b中的測(cè)量值中減去了圖5a中的值、即fc2＝fc-fc1以獲得經(jīng)調(diào)整的懸索側(cè)力值fc2的繪圖。經(jīng)調(diào)整的懸索側(cè)力值fc2由于圖形平行于x軸延伸而提供了更好的調(diào)諧的管理?？梢砸院?jiǎn)單的方式限定和管理最大和最小限制。根據(jù)一個(gè)變型，提升機(jī)卷筒控制系統(tǒng)3被配置成確定懸索側(cè)力值fc或經(jīng)調(diào)整的懸索側(cè)力值fc2的在一段時(shí)間內(nèi)的多個(gè)值的最大值與最小值之間的差異。

上面已參照幾個(gè)示例主要描述了本發(fā)明的概念。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易領(lǐng)會(huì)的，除上面公開(kāi)的那些外的其他實(shí)施例同樣可能在如隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的概念的范圍內(nèi)。