斗輪機(jī)無(wú)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(tái)斗輪機(jī)控制信號(hào)的傳輸方式是通過(guò)電纜卷筒拖動(dòng)扁平控制電纜的方式。斗輪機(jī)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(dòng)且頻繁受力加上環(huán)境惡劣、運(yùn)行老化，卷纜中的控制信號(hào)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(jī)故障率高，維修費(fèi)用和備件費(fèi)用投入較大等問(wèn)題一直困擾著我們。將控制信號(hào)有線傳輸改為無(wú)線傳輸，運(yùn)行可靠，可免維護(hù)、節(jié)省維修和備件費(fèi)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(jī)；控制電纜；無(wú)線控制

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

中圖分類號(hào)：C931.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）07-0144-02

0 引言

斗輪機(jī)適用于大、中型火電廠、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，在火電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中占有舉足輕重的地位。景德鎮(zhèn)發(fā)電廠配置的兩臺(tái)斗輪機(jī)，控制信號(hào)傳輸均采用扁平卷纜的方式，投產(chǎn)以來(lái)故障頻發(fā)。我們通過(guò)更換電纜型號(hào)、地面鋪設(shè)電纜托輥等改進(jìn)措施，扁平電纜破損、斷線的問(wèn)題依舊沒能到解決?？刂菩盘?hào)采用無(wú)線通訊后，扁平電纜即可取消，將徹底解決因控制卷纜問(wèn)題引起的斗輪機(jī)故障。

1 設(shè)備的運(yùn)行情況及改造的可行性

1.1 設(shè)備使用中的問(wèn)題

斗輪機(jī)與輸煤程控室間的信號(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)卷筒電機(jī)帶動(dòng)卷盤對(duì)控制線進(jìn)行收放，拖拽拉力對(duì)電纜損害很大。斗輪機(jī)使用中有下列常見問(wèn)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(jī)。一旦電纜故障將造成斗輪機(jī)作業(yè)與DCS無(wú)聯(lián)鎖，易造成設(shè)備和人身的安全事故；

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

③滑環(huán)容易出現(xiàn)故障，長(zhǎng)時(shí)間使用后導(dǎo)致密封性變差，進(jìn)入灰塵及潮氣，導(dǎo)致控制信號(hào)時(shí)有時(shí)無(wú)，嚴(yán)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(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。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)近4年斗輪機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)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(hù)的時(shí)間和人力。卷纜器的卷筒電機(jī)及滑環(huán)、滾輪等每?jī)赡晷韪鼡Q一次，該設(shè)備為進(jìn)口設(shè)備，維護(hù)量和成本均較高。

1.3 改造的可行性

隨著無(wú)線通訊的實(shí)時(shí)性、安全性抗干擾和能耗等瓶頸問(wèn)題逐步得到解決，無(wú)線通訊技術(shù)在各種工業(yè)聯(lián)鎖控制應(yīng)用中的影響力以日益增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)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)替代信號(hào)電纜操控斗輪機(jī)堆取料運(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

①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，本著先進(jìn)性，簡(jiǎn)潔性，可靠性為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)原則，分別在#1轉(zhuǎn)運(yùn)站頂部和#1、#2斗輪機(jī)上配置無(wú)線通訊裝置。為了盡可能不改動(dòng)原有的控制系統(tǒng)，且讓系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)化，采用的無(wú)線通訊裝置為無(wú)線I/O的形式。將機(jī)上原有的通過(guò)卷纜給到輸煤集控的信號(hào)現(xiàn)在接到機(jī)上無(wú)線系統(tǒng)中的無(wú)線I/O上；輸煤集控室原有通過(guò)卷纜接到機(jī)上PLC的信號(hào)現(xiàn)在接到#1轉(zhuǎn)運(yùn)站頂部的無(wú)線系統(tǒng)的無(wú)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(yùn)站頂部的無(wú)線通訊裝置作為主站，通過(guò)無(wú)線通訊鏈路向斗輪機(jī)上的從站發(fā)送聯(lián)鎖控制數(shù)據(jù)，斗輪機(jī)上的從站接收到數(shù)據(jù)后，通過(guò)機(jī)上程控PLC來(lái)控制斗輪機(jī)的一些作業(yè)（如斗輪皮帶聯(lián)鎖）；斗輪機(jī)的一些運(yùn)行信號(hào)和聯(lián)鎖信號(hào)也由機(jī)上PLC通過(guò)無(wú)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(shí)現(xiàn)了無(wú)線通訊傳輸?shù)募夹g(shù)要求。

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

③無(wú)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(hù)，安全可靠、性能穩(wěn)定。

2014年10月改造至今，無(wú)線通訊裝置運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)任何故障。兩臺(tái)斗輪機(jī)運(yùn)行連鎖信號(hào)穩(wěn)定可靠，未出現(xiàn)因連鎖信號(hào)丟失或錯(cuò)誤引起設(shè)備故障停機(jī)的情況。

②抗干擾性能強(qiáng)，且不會(huì)對(duì)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(fēng)、暴雨、雷電、高溫?zé)舾鞣N氣候均未影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

③對(duì)原有系統(tǒng)沒有任何改動(dòng)，斗輪機(jī)駕駛操作及輸煤程控畫面無(wú)變動(dòng)。

無(wú)線通訊傳輸系統(tǒng)對(duì)于斗輪機(jī)及程控PLC控制系統(tǒng)是“透明”的，可以看作是無(wú)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(wú)線。對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不需要針對(duì)無(wú)線系統(tǒng)做額外的編程或配置，畫面及操作均無(wú)任何變動(dòng)。

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

兩臺(tái)斗輪機(jī)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(xiàng)每年需花費(fèi)12萬(wàn)元左右。無(wú)線改造后，卷纜器、扁平電纜均拆除，新增的無(wú)線通訊裝置未進(jìn)行任何維護(hù)工作，改造后未產(chǎn)生任何檢修和材料費(fèi)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線通訊系統(tǒng)改造后，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線控制系統(tǒng)替代扁平控制電纜傳輸信號(hào)。無(wú)線信號(hào)安全、可靠、準(zhǔn)確，完全滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種技術(shù)要求，從根本上解決有線傳輸給斗輪機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的設(shè)備缺陷，提高了工作效率，降低了維護(hù)成本，保證了斗輪機(jī)運(yùn)行的可靠性。

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