斗輪機(jī)聯(lián)鎖控制纜信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)膽?yīng)用

祁海旺　楊波　李秋生　楊星利　張宏杰　杜紅兵

摘 要：北方聯(lián)合電力臨河熱電廠斗輪機(jī)（堆、取料機(jī)）控制信號(hào)的傳輸方式通過(guò)電纜卷筒拖動(dòng)控制電纜的方式，由于堆、取料機(jī)作業(yè)量大，在取料機(jī)行走回轉(zhuǎn)頻率較高造成控制電纜容易被壓斷或拉斷，行走頻繁致使控制電纜出現(xiàn)損壞，故障率高，維修費(fèi)用和備件費(fèi)用投入較多的實(shí)際問(wèn)題。將控制信號(hào)通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行傳輸，運(yùn)行可靠，可免維護(hù)、節(jié)約維修和備件費(fèi)用，且保證了設(shè)備運(yùn)行安全可靠，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：斗輪機(jī)；控制電纜；無(wú)線傳輸；應(yīng)用

前言

斗輪機(jī)（堆取料機(jī)）適用于大、中型火力發(fā)電廠、港口等工地的儲(chǔ)料場(chǎng)，是堆取散裝物料高效、連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，在火力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中占有舉足輕重的地位。北方聯(lián)合電力臨河熱電廠（以下簡(jiǎn)稱臨河熱電廠） 一期工程配置 2 臺(tái)斗輪機(jī)，用于發(fā)電任務(wù)取煤任務(wù)及翻車機(jī)來(lái)煤的堆煤任務(wù) ，其取料出力為1000 t/h，堆料出力為1500 t/h， 有效行程230m，斗輪機(jī)設(shè)備的完好率決定了生產(chǎn)效率的提升。斗輪機(jī)供電方式和控制信號(hào)傳輸方式均采用卷筒式。

1 原設(shè)備的運(yùn)行情況及改造的可行性

1.1 提出的原因：臨河熱電廠現(xiàn)今運(yùn)行的斗輪堆取料機(jī)，其斗輪機(jī)與輸煤控制室間的信號(hào)通信，由安裝煤場(chǎng)中間的轉(zhuǎn)接端子箱和斗輪機(jī)上的扁平電纜來(lái)完成。扁平拖纜通過(guò)滾軸卷筒機(jī)隨著斗輪機(jī)前后移動(dòng)，拖拽拉力對(duì)電纜損害很大。同時(shí)電纜卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)與斗輪機(jī)行走經(jīng)常會(huì)不同步，易造成電纜被拉斷的問(wèn)題，再考慮煤塊的壓砸，造成電纜表皮和內(nèi)部線芯出現(xiàn)損傷不易修復(fù)。由于電廠斗輪機(jī)取料、堆料、頻率相當(dāng)高，一旦控制電纜被拉斷，斗輪機(jī)與皮帶間的聯(lián)鎖就無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，致使斗輪堆取料機(jī)與輸煤系統(tǒng)的皮帶不能進(jìn)行聯(lián)鎖。如果電纜被拉斷，斗輪機(jī)與輸煤皮帶機(jī)的連鎖就失效，當(dāng)皮帶機(jī)故障停機(jī)時(shí)，斗輪堆取料機(jī)不能立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)常造成堵煤事故的發(fā)生?？刂评|一旦出現(xiàn)故障，輕則影響作業(yè)，重則停止生產(chǎn)。鑒于此種情況，迫切需要用低投入的無(wú)線傳輸方式進(jìn)行技術(shù)改造。

1.2 改造的可行性

目前，多數(shù)火電廠斗輪堆取料機(jī)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(wèn)題。另外，由于控制電纜長(zhǎng)期在室外運(yùn)行，易造成電纜老化。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及電纜使用說(shuō)明，電纜在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，至少2年就得更換1次，頻繁地更換控制電纜不僅成本高且增加了維護(hù)的時(shí)間和人力。

經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，并對(duì)其他電廠斗輪機(jī)無(wú)線控制系統(tǒng)改造使用情況進(jìn)行考察，證明采用無(wú)線控制系統(tǒng)替代通信電纜操控斗輪堆取料機(jī)，運(yùn)行效果良好、安全、可靠，完全滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種技術(shù)要求。

2 改造方案

2.1 根據(jù)斗輪機(jī)無(wú)線控制系統(tǒng)在其他火力發(fā)電廠控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)合北方聯(lián)合電力臨河熱電廠斗輪堆取料機(jī)的運(yùn)行方式，改造方案選用西安奧宇電力科技有限責(zé)任公司的DLK-5800型斗輪機(jī)無(wú)線控制系統(tǒng)。主機(jī)安裝于輸煤控制系統(tǒng)PLC控制子站柜內(nèi)，通過(guò)10芯1.5普通電纜連接到輸煤PLC控制柜內(nèi)連接與斗輪機(jī)信號(hào)端子排上。主機(jī)的天線安裝于輸煤#2轉(zhuǎn)運(yùn)站的屋頂，通過(guò)專用饋線連接。從機(jī)安裝于斗輪機(jī)PLC控制站（尾車PLC控制站），通過(guò)10芯1.0普通電纜連接到就地轉(zhuǎn)接端子箱內(nèi)斗輪機(jī)信號(hào)端子排上，天線放置于斗輪機(jī)尾車PLC控制站房頂。斗輪堆取料機(jī)信號(hào)傳輸系統(tǒng)見(jiàn)圖1、圖2。主機(jī)和從機(jī)之間采用數(shù)字無(wú)線通信，在控制室通過(guò)操作輸煤程控的畫面，實(shí)現(xiàn)斗輪機(jī)堆取料的遠(yuǎn)程監(jiān)視與聯(lián)鎖控制。

2.2 無(wú)線傳輸模塊技術(shù)參數(shù)介紹

2.2.1 功能描述 5路開(kāi)關(guān)量實(shí)時(shí)傳送，本地的5路開(kāi)關(guān)狀態(tài)能實(shí)時(shí)的在異地輸出，即本地開(kāi)關(guān)閉合，那么異地開(kāi)關(guān)也閉合，本地開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，異地開(kāi)關(guān)也斷開(kāi)。（圖 3）

2.2.2 技術(shù)參數(shù)

主機(jī)、從機(jī)：開(kāi)關(guān)量輸入、輸出各5路， 光電隔離，空接點(diǎn)，可靠性及穩(wěn)定性高。

AYWM-2350數(shù)字無(wú)線模塊技術(shù)參數(shù)：工作電源：DC12V，無(wú)線數(shù)傳發(fā)射功率 ：0.1W，通信距離 ：3km，空中速率：2400bps，接口速率：9600bps，信道間隔：25kHz，頻率穩(wěn)定：±1.5ppm，誤碼率/靈敏度：10-6@-105，通信接口：RS232 RS485；具有拔碼定義開(kāi)關(guān)，拔碼定義開(kāi)開(kāi)關(guān)：通過(guò)對(duì)撥碼開(kāi)關(guān)的設(shè)置，可以避免同一遙控范圍有兩套以上遙控系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)發(fā)生沖突，不同系統(tǒng)的模塊應(yīng)選用不同信道。

2.3 控制纜共傳輸 8 個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，包括斗輪機(jī)向中控傳送的堆取料機(jī)準(zhǔn)備好信號(hào)、堆取料機(jī)故障信號(hào)、允許堆料信號(hào)、直通作業(yè)信號(hào)，以及中控向斗輪機(jī)傳送的允許取料、要求停機(jī)、要求直通、停機(jī)連鎖信號(hào)。每個(gè)無(wú)線模塊既要包括發(fā)射輸入端，又要包括接收輸出端。要求接收模塊和發(fā)射模塊的狀態(tài)隨時(shí)保持一致，不能出現(xiàn)誤信號(hào)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。有以下理由認(rèn)為此無(wú)線傳輸方案具有可行性：①通過(guò)信道的設(shè)置可以進(jìn)行超過(guò) 8 個(gè)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_問(wèn)題。②發(fā)射和接收的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，不會(huì)因延時(shí)出現(xiàn)失誤。③傳輸距離是實(shí)際距離的 2 倍以上，冗余量有足夠保證。④經(jīng)過(guò)春夏秋冬和異常天氣的使用測(cè)試，無(wú)一次誤信號(hào)。⑤費(fèi)用低，改造工期短，沒(méi)有了原系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)保護(hù)系統(tǒng)，故障率低。

3 無(wú)線傳輸技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)、改造后的效果

a）控制系統(tǒng)免維護(hù)，安全可靠、性能穩(wěn)定；b）控制系統(tǒng)只需一次性投資，可以終身受益；c）控制系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單方便；d） 系統(tǒng)改造后，不但完全滿足現(xiàn)有的所有運(yùn)行需要，還提高了斗輪機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，減少維護(hù)成本。經(jīng)濟(jì)效益如下：斗輪機(jī)的拖纜長(zhǎng)度以230米計(jì)算，需要2根扁形控制電纜，共460米，以120元/米，每?jī)赡旮鼡Q一次，需要電纜材料費(fèi)用5.5萬(wàn)元，人工費(fèi)1萬(wàn)元，共計(jì)6.5萬(wàn)元，5年的費(fèi)用費(fèi)用為5×5=32.5萬(wàn)元；其中不包括更換電纜小車停運(yùn)而帶來(lái)的損失；而無(wú)線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命大于5年，費(fèi)用為18萬(wàn)，5年可以節(jié)約14.5萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

控制電纜系統(tǒng)改造后不但完全滿足現(xiàn)有的技術(shù)要求，還大大提高了斗輪堆取料機(jī)運(yùn)行的安全可靠性、工作的準(zhǔn)確性，保證了工作效率，減輕運(yùn)行、維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量，降低運(yùn)行和維護(hù)成本。

作者簡(jiǎn)介：祁海旺（1972-），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)熱能與動(dòng)力專業(yè)，助理工程師，?？疲F(xiàn)從事發(fā)電廠熱工管理工作。

楊波（1987年-），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于華北電力學(xué)院熱工自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師，本科，現(xiàn)從事發(fā)電廠熱工工作。

李秋生（1970年-），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于湛江水產(chǎn)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)，工程師，本科，現(xiàn)從事發(fā)電廠熱工管理工作。

楊星利（1969年-），男，內(nèi)蒙古人，本科，現(xiàn)從事發(fā)電廠生產(chǎn)管理工作。

張宏杰（1974年-），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于華北電力學(xué)校熱工自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師，?？?，現(xiàn)從事發(fā)電廠熱工工作。

杜紅兵（1970年-），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)熱能動(dòng)力工程，助理工程師，本科，現(xiàn)從事發(fā)電廠生產(chǎn)管理工作。