斗輪機無線控制系統(tǒng)改造

胡振中　傅文才

摘要：景德鎮(zhèn)發(fā)電廠兩臺斗輪機控制信號的傳輸方式是通過電纜卷筒拖動扁平控制電纜的方式。斗輪機堆、取料作業(yè)量大，行走及回轉(zhuǎn)頻率較高，扁平控制電纜由于在地面拖動且頻繁受力加上環(huán)境惡劣、運行老化，卷纜中的控制信號非常不穩(wěn)定，電纜受損甚至被拉斷的情況頻繁發(fā)生。斗輪機故障率高，維修費用和備件費用投入較大等問題一直困擾著我們。將控制信號有線傳輸改為無線傳輸，運行可靠，可免維護、節(jié)省維修和備件費用，極大地提高了設(shè)備可靠性和工作效率。

Abstract： The control signal transmission way of two reclaimers in Jingdezhen Power Plant is druming drag flat control cable by the cable drum. The production amount of reclaimer's heap and reclaiming is large， the running and rotary frequency is high. Because the dragging of flat control cable on the ground is frequent， and the bad condition and aging operation， so the control signal in warping is very unstable， the cable damage and pulled are frequent. The high failure rate of bucket wheel machine， high cost of maintenance and spare parts have been the problems plague people. Changing the wire transmissio of control signal cable to wireless transmission can makee the operation more reliable， spare the maintenance cost， save the maintenance and spare parts cost and greatly improve the equipment reliability and working efficiency.

關(guān)鍵詞：斗輪機；控制電纜；無線控制

Key words： bucket wheel machine；controlling cable；wireless control

中圖分類號：C931.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）07-0144-02

0 引言

斗輪機適用于大、中型火電廠、港口等工地的儲料場，是堆取散裝物料高效、連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，在火電廠生產(chǎn)經(jīng)營中占有舉足輕重的地位。景德鎮(zhèn)發(fā)電廠配置的兩臺斗輪機，控制信號傳輸均采用扁平卷纜的方式，投產(chǎn)以來故障頻發(fā)。我們通過更換電纜型號、地面鋪設(shè)電纜托輥等改進措施，扁平電纜破損、斷線的問題依舊沒能到解決?？刂菩盘柌捎脽o線通訊后，扁平電纜即可取消，將徹底解決因控制卷纜問題引起的斗輪機故障。

1 設(shè)備的運行情況及改造的可行性

1.1 設(shè)備使用中的問題

斗輪機與輸煤程控室間的信號通信，由安裝煤場中間的轉(zhuǎn)接端子箱和斗輪機上的扁平電纜來完成。扁平拖纜通過卷筒電機帶動卷盤對控制線進行收放，拖拽拉力對電纜損害很大。斗輪機使用中有下列常見問題：

①扁平控制電纜故障率較高，在使用中經(jīng)常因控制電纜線損壞引起故障停機。一旦電纜故障將造成斗輪機作業(yè)與DCS無聯(lián)鎖，易造成設(shè)備和人身的安全事故；

②卷筒電機在使用時因其工作性質(zhì)電機時刻在起/停狀態(tài)，工作中發(fā)熱比較厲害，卷筒電機在工作中故障率較高，卷盤故障造成的故障停機占堆取料機故障停機的1/4；

③滑環(huán)容易出現(xiàn)故障，長時間使用后導致密封性變差，進入灰塵及潮氣，導致控制信號時有時無，嚴重影響生產(chǎn)。

1.2 改造的必要性

目前，多數(shù)火電廠斗輪堆取料機均采用扁平電纜的控制方式，存在著控制電纜被拉斷的突出問題。由于控制電纜長期在室外運行，易造成電纜老化。根據(jù)近4年斗輪機的運行和維護情況，平均每年需更換1次扁平控制電纜，頻繁地更換控制電纜不僅成本高且增加了維護的時間和人力。卷纜器的卷筒電機及滑環(huán)、滾輪等每兩年需更換一次，該設(shè)備為進口設(shè)備，維護量和成本均較高。

1.3 改造的可行性

隨著無線通訊的實時性、安全性抗干擾和能耗等瓶頸問題逐步得到解決，無線通訊技術(shù)在各種工業(yè)聯(lián)鎖控制應用中的影響力以日益增強。經(jīng)過對其他電廠斗輪機無線控制系統(tǒng)改造使用情況進行考察，證明采用無線控制系統(tǒng)替代信號電纜操控斗輪機堆取料運行效果良好、安全、可靠，完全滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的各種技術(shù)要求。

2 改造方案

①根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，本著先進性，簡潔性，可靠性為主，兼顧經(jīng)濟性的設(shè)計原則，分別在#1轉(zhuǎn)運站頂部和#1、#2斗輪機上配置無線通訊裝置。為了盡可能不改動原有的控制系統(tǒng)，且讓系統(tǒng)盡量簡化，采用的無線通訊裝置為無線I/O的形式。將機上原有的通過卷纜給到輸煤集控的信號現(xiàn)在接到機上無線系統(tǒng)中的無線I/O上；輸煤集控室原有通過卷纜接到機上PLC的信號現(xiàn)在接到#1轉(zhuǎn)運站頂部的無線系統(tǒng)的無線I/O上。這樣從硬件接線的形式上完全取代了原有的卷纜有線系統(tǒng)。#1轉(zhuǎn)運站頂部的無線通訊裝置作為主站，通過無線通訊鏈路向斗輪機上的從站發(fā)送聯(lián)鎖控制數(shù)據(jù)，斗輪機上的從站接收到數(shù)據(jù)后，通過機上程控PLC來控制斗輪機的一些作業(yè)（如斗輪皮帶聯(lián)鎖）；斗輪機的一些運行信號和聯(lián)鎖信號也由機上PLC通過無線通訊鏈路返回到主站（如地面皮帶聯(lián)鎖）。此系統(tǒng)取代了卷纜，實現(xiàn)了無線通訊傳輸?shù)募夹g(shù)要求。

②在#1、#2斗輪機上部配電室頂部各安裝一套無線通訊裝置（從站），#1轉(zhuǎn)運站頂部安裝一套無線通訊裝置（主站）。重新放置信號電纜將#1轉(zhuǎn)運站程控站（輸煤程控）與主站IO模塊相連。

③無線控制改造系統(tǒng)圖如圖1所示。

3 改造后的效果

①控制系統(tǒng)免維護，安全可靠、性能穩(wěn)定。

2014年10月改造至今，無線通訊裝置運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)任何故障。兩臺斗輪機運行連鎖信號穩(wěn)定可靠，未出現(xiàn)因連鎖信號丟失或錯誤引起設(shè)備故障停機的情況。

②抗干擾性能強，且不會對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。

我廠地處江南地區(qū)，天氣變化多，大風、暴雨、雷電、高溫燈各種氣候均未影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

③對原有系統(tǒng)沒有任何改動，斗輪機駕駛操作及輸煤程控畫面無變動。

無線通訊傳輸系統(tǒng)對于斗輪機及程控PLC控制系統(tǒng)是“透明”的，可以看作是無形的網(wǎng)線、光纖或者硬接線。只是傳輸介質(zhì)和方式由有線變成了無線。對于控制系統(tǒng)來說，不需要針對無線系統(tǒng)做額外的編程或配置，畫面及操作均無任何變動。

④系統(tǒng)改造后，不但完全滿足現(xiàn)有運行需要，還極大地提高了斗輪機的可靠性，減少維護成本。

兩臺斗輪機每年需更換一根扁平控制電纜，卷纜器及其換向器需檢修一次，僅僅上述兩項每年需花費12萬元左右。無線改造后，卷纜器、扁平電纜均拆除，新增的無線通訊裝置未進行任何維護工作，改造后未產(chǎn)生任何檢修和材料費用。

4 結(jié)束語

無線通訊系統(tǒng)改造后，實現(xiàn)了無線控制系統(tǒng)替代扁平控制電纜傳輸信號。無線信號安全、可靠、準確，完全滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的各種技術(shù)要求，從根本上解決有線傳輸給斗輪機運行帶來的設(shè)備缺陷，提高了工作效率，降低了維護成本，保證了斗輪機運行的可靠性。

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