矿用提升机主要的制动方式有正常制动和安全制动,正常制动是指在正常工作条件下,提升容器到达停车点或对提升系统进行检修时,制动器采取的抱闸过程；而安全制动是矿井提升机在出现意外事故的状态下,为防止事故进一步扩大化,采取最后一种技术保护手段,是提升机安全、可靠、高效运行的根本保证。常用的安全制动方式有一级制动、二级制动和恒减速制动。一级制动和二级制动的制动力矩按全载下放工况来确定,其值调整后就不再改变,对于提升载荷变化小的矿井,一级制动和二级制动基本能满足要求；对于提升载荷变化较大和提升速度过高的矿井,二级制动使得提升机运行减速度变化大,容易造成钢丝绳滑动,甚至断绳,从而危及到设备及人身安全；然尔,恒减速制动能够不受提升载荷影响,在制动过程中减速度始终达到一个预期的综合值,按给定范围的减速度进行平稳制动,避免了钢丝绳滑动和断开；因此,恒减速制动系统是目前煤矿处理紧急事件的最佳安全制动方式。目前,国内矿井提升系统的安全制动多数采用德国SIMAG公司和瑞典ABB公司制造的恒减速制动系统,由于国外恒减速制动系统的价格均超过了主提升机的价格,设备运输成本和维护费用很高,给企业带来很大的投资风险。虽然说我国生产提升机的企业很多,但有能力进行研发恒减速制动系统的企业却很少,恒减速制动系统的技术先进性和制动性与国外产品相比也存在较大的差距。为了缩小这种差距,国内学者在恒减速制动系统方面进行了大量的研究工作,分析了德国SIMAG公司和瑞典ABB公司的恒减速液压制动系统原理以及硬件的组成,了解到ABB公司通过阀件的相互配合来完成制动的多种要求,而SIEMAG公司则是通过增加工作回路来确保系统可靠运行。同时,国内学者也分析了国内的恒减速制动系统,针对恒减速制动系统的关键元件——比例阀和伺服阀,进行了分析与比较,认为相对于比例阀,伺服阀反应更灵敏、控制精度更高等优良特点,更有力于提高恒减速控制精度。通过上面论述,首先,可以了解到国内学者对安全制动恒减速系统算法在理论上进行了优化和仿真研究,并没有到现场展开试验和测试；其次,目前在煤矿上投入使用的安全制动恒减速系统,多数采用模拟控制方式,其闭环参数不易整定,进行现场调试困难；最后,在当前使用的恒减速液压系统中仅包含一条制动回路,当恒减速制动功能失效时,二级制动方式会自动启用进行安全制动,系统中不存在备用恒减速制动回路替换失效的恒减速制动回路。针对以上存在的问题,为了提高恒减速制动系统的可靠性,研制出综合性能优良的恒减速制动系统,提出了采用全数字控制方式、软硬件冗余的全时恒减速控制策略。为了实现这一控制策略,在液压方面,分析了现有的恒减速液压系统,并在此基础上设计了一用一备和两用一备液压硬件热冗余控制方案。所谓的一用一备即一路恒减速制动回路正常使用,另一路恒减速制动回路备用；两用一备即两路恒减速制动回路正常使用,另一路恒减速制动回路备用。这种热冗余控制方案避免了以往二级制动代替恒减速制动所产生的危害,而且这种液压制动回路的设计更加灵活,容易方便电气控制的组合和实现智能控制；在电气控制方面,分析了现有的恒减速制动电气控制原理,并在此基础上设计了西门子PLC软硬件热冗余系统,实现了对压力闭环和速度闭环的数字PID控制,本系统中由两套S7-300构成系统软件冗余,两套(三套)S7-1200与液压一用一备(两用一备)制动回路的关键元件伺服阀构成一对一控制。最后,采用多学科机电联合仿真软件SimulationX建立了液压制动回路模型和电气控制PID模型,对系统模型进行联合仿真,通过仿真结果,研制出物理样机,并且在现场进行了测试,测试结果表明新方案具有高的控制精度和高的安全性。