一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案

浙江浙能溫州發(fā)電有限公司 楊 勇

一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案

浙江浙能溫州發(fā)電有限公司 楊 勇

本文結(jié)合實際生產(chǎn),就輸煤皮帶機操作中常常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,分析了可能的原因。為進一步推進電廠智能化建設(shè),提高輸煤現(xiàn)場機電設(shè)備檢修的自動化水平,結(jié)合無線通信技術(shù),提供了一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案,具有一定的應(yīng)用前景。

輸煤皮帶機;無線;測溫測振

為進一步推進電廠智能化建設(shè),提高輸煤現(xiàn)場機電設(shè)備檢修的自動化水平,實現(xiàn)皮帶機運行溫度的實時監(jiān)測,可有效預防因電機過熱而導致的安全生產(chǎn)事故,本文就此提出了一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案。

1 概述

輸煤皮帶機在在運行過程中,可能會因電機自身原因、電源原因、負載變化等原因,產(chǎn)生故障;在故障發(fā)生的同時,通過監(jiān)測其溫度、振動數(shù)據(jù)的變化,可有效預防電機故障的發(fā)生。針對于輸煤皮帶機溫度的測量,可同時采用接觸式和非接觸式兩種測溫方式,在電機本體安裝接觸式測溫探頭;在電機旋轉(zhuǎn)部位安裝紅外測溫探頭;就地采用專用皮帶機測溫控制器,該控制器CPU采用高速DSP處理器,具備多路測溫通道,具備測溫補償、保護閥值設(shè)定等功能,此外,基于ZIGBEE的無線通信技術(shù),省去鋪設(shè)電纜的繁重工作。

所使用的測溫、測振傳感器均具有較高的防護等級,滿足輸煤現(xiàn)場惡劣環(huán)境下使用要求;其電源具有輸入輸出短路、雷擊浪涌、過流、過溫保護等功能;滿足GB/T 17626-2006電磁兼容標準。

2 系統(tǒng)說明

本系統(tǒng)由主控部分(上位機監(jiān)測)、就地測溫測振控制箱及相關(guān)附件組成。主控部分設(shè)在控制室,就地測溫測振控制箱安裝在皮帶機本體上。就地測溫測振控制箱通過ZIGBEE通信單元,將測得的溫度、振動數(shù)據(jù),利用ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制室。此外,配套的上位機監(jiān)測軟件,可實現(xiàn)全部監(jiān)測點的溫度顯示,具備溫度歷史曲線查詢、報警閥值設(shè)定、故障定位等功能。

2.1 主控部分

由ZIGBEE通信網(wǎng)關(guān)和計算機組成,其中ZIGBEE網(wǎng)關(guān)負責整個系統(tǒng)返回數(shù)據(jù)的匯總,并通過TCPIP協(xié)議,上傳至計算機監(jiān)測軟件。

2.2 就地測溫測振控制箱

就地測溫測振控制箱安裝在皮帶機本體上。它由測溫測振控制器、ZIGBEE通信卡、接觸式測溫探頭、非接觸式測溫探頭、測振傳感器及相關(guān)附件組成。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、防護等級高、安裝方便,被廣泛用于輸煤、化工等領(lǐng)域。

測溫測振控制器采用DSP處理芯片,兼具防浪涌,短路保護功能,內(nèi)部具有專門接口電路,特別適合皮帶機測溫測振。將該設(shè)備與ZIGBEE網(wǎng)關(guān)相連接,可實現(xiàn)就地控制器與遠程控制室的通信互聯(lián)。

2.2.1 接觸式測溫傳感器

采用貼片式PT100測溫探頭,該溫度探頭便于安裝,測溫范圍-50---300攝氏度,且防護等級較高。pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成:傳感器和信號轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻;信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成。

2.2.2 非接觸式測溫傳感器

采用德國歐普士紅外測溫探頭,該探頭響應(yīng)時間短,測溫范圍0---500攝氏度。大多數(shù)物體都會發(fā)射、反射和透射能量,只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當紅外測溫儀測量表面溫度時,儀器能接收到所有這三種能量。利用非接觸式紅外測溫探頭,可實時檢測輸煤皮帶機表面溫度場。及時采集電機運行異常數(shù)據(jù)。

2.2.3 振動傳感器

一體化振動變送器是一款用于在線實時監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械軸承振動的就地變送器,又稱一體化振動傳感器。它是一種對機器的絕對振動測量,可安裝在機器的軸承座或機殼上,對機器進行實時監(jiān)控,同時兩線制輸出4-20毫安的電流信號,可直接供給控制室里的PLC或DCS等控制系統(tǒng)。如有因軸承磨損、軸承開裂、動平衡不良以及不對中等因素引起的機器故障,一體化振動變送器可提前監(jiān)測到故障提出報警,防止機器在不良狀況下繼續(xù)工作而造損壞,進而帶來經(jīng)濟損失所采用傳感器靈敏度高,安裝簡單,可以有效地測得皮帶機振動數(shù)據(jù),實時反饋至控制系統(tǒng)。

3 無線通信技術(shù)

相較于傳統(tǒng)無線技術(shù)ZigBee技術(shù)具有如下特點:

(1)低功耗: 由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算, ZigBee設(shè)備僅靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間,這是其它無線設(shè)備望塵莫及的。

(2)成本低:低成本對于ZigBee也是一個關(guān)鍵的因素。

(3)時延短:通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短,因此Zig-Bee技術(shù)適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應(yīng)用。

(4)網(wǎng)絡(luò)容量大:一個星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個節(jié)點。

本文采用了基于ZIGBEE技術(shù)的無線通信模塊。該模塊集成了符合ZIGBEE協(xié)議標準的射頻收發(fā)器和微處理器,它具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點和特性;可實現(xiàn)一點對多點及多點對多點之間的設(shè)備間數(shù)據(jù)的透明傳輸;可組成星型和 MESH型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

因電廠輸煤現(xiàn)場較廣,建筑物遮擋較為嚴重,有些無線節(jié)點無法實現(xiàn)可靠通信。ZIGBEE技術(shù)特有的自組網(wǎng)技術(shù),只需在中間設(shè)立中繼節(jié)點,就可以很好解決無線信號遮擋的問題。

4 小結(jié)

本文提出了一種以Tzigbee技術(shù)為基礎(chǔ)的輸煤皮帶機無線測溫測振技術(shù)方案,實現(xiàn)了輸煤皮帶機運行時溫度數(shù)據(jù)和振動數(shù)據(jù)的采集,并采用zigbee技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸方式。該方案結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、便于組網(wǎng),提高了生產(chǎn)效率,節(jié)省了大量人力物力。

[1]葉劍。探討無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)及維護[J]。數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2014, 23(12)。

[2]李正軍。計算機控制技術(shù)[M]。機械工業(yè)出版社。

[3]葛廣英。ZigBee原理、實踐及應(yīng)用[M]。清華大學出版社。