火電廠燃料及部分輔助崗位無人值守研究

黃二妮　浦紹旭　陳永清

摘要：目前很多電廠開展了智能化改造，借助智能一體化操控技術，在確保供電安全及質(zhì)量的前提下，來實現(xiàn)電廠的無人值守。為了進一步優(yōu)化無人值守在電廠的應用實效，本文以燃料及部分輔助崗位無人值守系統(tǒng)在廣東華電韶關熱電有限公司的實施為例，展開較為深入的探究。

關鍵詞：無人值守? 燃料管理信息? 發(fā)電企業(yè)

一、課題內(nèi)容

1.堆取料機

優(yōu)化公司現(xiàn)有煤場堆取料機的運行操作方式，通過采用無線視頻監(jiān)控技術、先進傳感器探測技術、和無線智能化自動化控制技術，對堆取料機控制系統(tǒng)進行升級改造，改造后的堆取料機控制系統(tǒng)將實現(xiàn)無人值守自動調(diào)車和自動堆取料。

2.江邊泵房

優(yōu)化改造取水泵房，采用“遠程監(jiān)控+視頻監(jiān)控+應急廣播”綜合的方案，除可遠程控制檢測設備外，還可全方位、無死角實時監(jiān)控補充水泵房內(nèi)各區(qū)域的工作狀態(tài)、取水口水位等，大大提高了集控效率，實現(xiàn)無人值守。

3.尿素制備間

優(yōu)化改造尿素制備間的尿素取料與下料操作，由智能機械操作代替人工操作，實現(xiàn)無人值守。

二、網(wǎng)絡架構

根據(jù)堆取料機，水泵房與尿素制備間的區(qū)別，結合三者的功能需求，我們給出不同的網(wǎng)絡架構。

1.堆取料機

堆取料機智能改造通訊系統(tǒng)說明：

1.在堆、取料機上增加一套YL-ET2.4G5KM工業(yè)PLC無線通訊設備和一套YL-LINK5G 無線視頻監(jiān)控設備。

2.在綜合堆場內(nèi)安裝一個信號接收地面箱，和增加一套YL-ET2.4G5KM工業(yè)PLC無線通訊設備和一套YL-LINK5G 無線視頻監(jiān)控設備。

3.電力室敷設光纖到綜合堆場的地面信號接收箱內(nèi)，將取料機PLC與電力室內(nèi)工控電腦通訊。

4、為了提高智能化、無人值守、堆取料機防碰撞等目的，在堆料機和取料機上增加、更換和改善如下設備和傳感器。

2.江邊水泵房

PLC控制信號采用GPRS4G/5G網(wǎng)絡通訊，視頻監(jiān)控采用工業(yè)2.4G/5G無線以太網(wǎng)通訊。

項目采用“遠程監(jiān)控 + 視頻監(jiān)控 + 應急廣播”綜合的方案實現(xiàn)江邊泵房無人值守模式。

3.尿素制備間

就地與遠端通過光纖或者無線信號進行通訊，機器人工作技能集成在本身，感應系統(tǒng)（如紅外識別、超聲波、圖像識別、防碰撞保護等）可本身集成，也可由外部儀器輔助完成。

三、系統(tǒng)功能

1.視頻監(jiān)控

堆取料機重要監(jiān)視位置安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡監(jiān)測采集堆取料機的同時，監(jiān)控網(wǎng)絡實時監(jiān)控現(xiàn)場視頻信息。

江邊水泵房增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對泵房內(nèi)進行實時監(jiān)控。通過2.4G/5G工業(yè)無線以太網(wǎng)實現(xiàn)泵房與廠區(qū)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡對接。全方位、無死角實時監(jiān)控補充水泵房內(nèi)各區(qū)域的工作狀態(tài)、取水口水位等，大大提高集控效率，全面實現(xiàn)無人值守。

尿素制備間增加視頻監(jiān)控，對機器人的工作進行實時監(jiān)控，并通過有線網(wǎng)絡/無線傳送信號到控制室。機器的工作狀態(tài)，尿素的數(shù)量等信息實時記錄并保存，實現(xiàn)無人值守。

2.應急廣播

針對泵房周邊區(qū)域無關人員作業(yè)威脅，可配套實施遠程應急廣播系統(tǒng)和安保監(jiān)控，一旦通過視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常情況，則及時呼叫驅(qū)離。

3.堆取料機位置定位

系統(tǒng)具備堆取料機的位置定位及顯示功能，通過編碼器、RFID等實時采集換算堆取料機的位置信息，為智能控制、防碰撞保護功能等作信息依據(jù)。采用高精度增量式編碼器實現(xiàn)堆取料機實時定位，PLC讀取編碼器脈沖信號換算為堆取料機準確角度、位置，有斷電位置保持功能。

4.仰角監(jiān)測

通過傾角傳感器的數(shù)據(jù)采集，可實時監(jiān)測懸臂的傾斜情況。結合相應編碼器信號情況，換算出堆取料機準確角度、位置燈信息。

5.懸臂極限保護

增加懸臂俯仰角度傳感器，結合接近開關、限位開關等傳感器，綜合實現(xiàn)懸臂升、降及上、下極限保護。同時軟件平臺具備極限角度監(jiān)測保護預警功能，提前預警。

6.運行監(jiān)測

堆取料機的位置、各設備運行狀態(tài)、各傳感器信號，通過PLC經(jīng)無線及光纖網(wǎng)絡，與中心控制室監(jiān)控平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

兩個泵房內(nèi)的就地控制信號通過GPRS/4G網(wǎng)絡實現(xiàn)泵房控制PLC與廠區(qū)的控制中心數(shù)據(jù)對接。

尿素制備間的機器人工作狀態(tài)信號通過PLC經(jīng)光纖及無線網(wǎng)絡送入控制室的操作臺，實時查看運行畫面。

實現(xiàn)各運行參數(shù)的實時顯示、報警提醒、趨勢曲線查看等功能。

7.遠程控制

本系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守，解放現(xiàn)場勞動力的目的，所以遠程控制功能是必不可少的，通過各類傳感器的參數(shù)數(shù)據(jù)采集，結合控制需求定制，實現(xiàn)遠程手動控制及遠程自動控制的目的。

四、實施效果

1.無人值守

實現(xiàn)在遠程中控室內(nèi)，一個人能對整個生產(chǎn)線的堆取料機設備、江邊泵房設備、尿素取料下料裝置運轉(zhuǎn)進行監(jiān)測，控制、操作各設備各機構的運轉(zhuǎn)，并監(jiān)視、判斷各運轉(zhuǎn)設備的故障點，進行維修指導等。

2.智能一鍵啟停

系統(tǒng)具備一鍵啟停功能，取料機實現(xiàn)中控一鍵智能自動取料，堆料機實現(xiàn)中控遠程一鍵自動堆料的功能。按照預先設定或選擇的控制策略，實現(xiàn)一鍵啟動自動運行智能化堆取料的功能。

3.防碰撞保護

系統(tǒng)具備堆料機懸臂防碰撞功能，通過堆料機懸臂兩側加裝兩排無死角超聲波碰撞傳感器，實現(xiàn)防碰撞預警功能，并在低于安全距離的情況下實現(xiàn)聯(lián)鎖停機保護等功能。

4.豐富的顯示狀態(tài)

行走頻率給定，取料刮板頻率給定、堆取料機位置動態(tài)顯示，堆料懸臂料位高低設置、自動堆料上平移角度設定，自動堆料中懸臂俯仰角設置、液壓系統(tǒng)油溫報警設置、皮帶啟動、俯仰角上升下降等，左行走、右行走，中控開燈、中控響鈴等現(xiàn)場所有的操作，中控都能控制。

5.聯(lián)動控制

優(yōu)化泵房內(nèi)的通風風機控制，機房空調(diào)控制，并且實現(xiàn)電廠內(nèi)遠程泵房內(nèi)機房的空調(diào)，實時檢測機房內(nèi)的溫度。

6.智能化控制模式

平臺軟件提供多功能智能化控制模式，同時可根據(jù)現(xiàn)場需求定制化控制模式等。

1）中控遠程控制定點堆料;

2）中控遠程控制往返堆料;

3）給定區(qū)間往返堆料;

4）給定位置定點堆料。

五、結論

通過火電廠燃料及部分輔助崗位無人值守探索研究項目的建設，實現(xiàn)電廠全廠堆取料機，江邊泵房和尿素制備間的無人值守管理，系統(tǒng)從遠程集中控制、運行分析、人員管理等方面，結合信息化手段，實現(xiàn)全廠堆取料機，江邊泵房和尿素制備間三部分系統(tǒng)的無人值守，實現(xiàn)系統(tǒng)問題實時有效便捷地處理，減少了現(xiàn)場運維人員投入，大大降低了人力資源管理投入成本。