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一种输煤皮带机无线测温测振方案

2016-03-12浙江浙能温州发电有限公司

电子世界 2016年21期
关键词:控制箱皮带机变送器

浙江浙能温州发电有限公司 杨 勇

一种输煤皮带机无线测温测振方案

浙江浙能温州发电有限公司 杨 勇

本文结合实际生产,就输煤皮带机操作中常常出现的故障现象,分析了可能的原因。为进一步推进电厂智能化建设,提高输煤现场机电设备检修的自动化水平,结合无线通信技术,提供了一种输煤皮带机无线测温测振方案,具有一定的应用前景。

输煤皮带机;无线;测温测振

为进一步推进电厂智能化建设,提高输煤现场机电设备检修的自动化水平,实现皮带机运行温度的实时监测,可有效预防因电机过热而导致的安全生产事故,本文就此提出了一种输煤皮带机无线测温测振方案。

1 概述

输煤皮带机在在运行过程中,可能会因电机自身原因、电源原因、负载变化等原因,产生故障;在故障发生的同时,通过监测其温度、振动数据的变化,可有效预防电机故障的发生。针对于输煤皮带机温度的测量,可同时采用接触式和非接触式两种测温方式,在电机本体安装接触式测温探头;在电机旋转部位安装红外测温探头;就地采用专用皮带机测温控制器,该控制器CPU采用高速DSP处理器,具备多路测温通道,具备测温补偿、保护阀值设定等功能,此外,基于ZIGBEE的无线通信技术,省去铺设电缆的繁重工作。

所使用的测温、测振传感器均具有较高的防护等级,满足输煤现场恶劣环境下使用要求;其电源具有输入输出短路、雷击浪涌、过流、过温保护等功能;满足GB/T 17626-2006电磁兼容标准。

2 系统说明

本系统由主控部分(上位机监测)、就地测温测振控制箱及相关附件组成。主控部分设在控制室,就地测温测振控制箱安装在皮带机本体上。就地测温测振控制箱通过ZIGBEE通信单元,将测得的温度、振动数据,利用ZIGBEE网络传输至控制室。此外,配套的上位机监测软件,可实现全部监测点的温度显示,具备温度历史曲线查询、报警阀值设定、故障定位等功能。

2.1 主控部分

由ZIGBEE通信网关和计算机组成,其中ZIGBEE网关负责整个系统返回数据的汇总,并通过TCPIP协议,上传至计算机监测软件。

2.2 就地测温测振控制箱

就地测温测振控制箱安装在皮带机本体上。它由测温测振控制器、ZIGBEE通信卡、接触式测温探头、非接触式测温探头、测振传感器及相关附件组成。该产品结构紧凑、安全可靠、防护等级高、安装方便,被广泛用于输煤、化工等领域。

测温测振控制器采用DSP处理芯片,兼具防浪涌,短路保护功能,内部具有专门接口电路,特别适合皮带机测温测振。将该设备与ZIGBEE网关相连接,可实现就地控制器与远程控制室的通信互联。

2.2.1 接触式测温传感器

采用贴片式PT100测温探头,该温度探头便于安装,测温范围-50---300摄氏度,且防护等级较高。pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成:传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻;信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成。

2.2.2 非接触式测温传感器

采用德国欧普士红外测温探头,该探头响应时间短,测温范围0---500摄氏度。大多数物体都会发射、反射和透射能量,只有发射的能量能指示物体的温度。当红外测温仪测量表面温度时,仪器能接收到所有这三种能量。利用非接触式红外测温探头,可实时检测输煤皮带机表面温度场。及时采集电机运行异常数据。

2.2.3 振动传感器

一体化振动变送器是一款用于在线实时监测旋转机械轴承振动的就地变送器,又称一体化振动传感器。它是一种对机器的绝对振动测量,可安装在机器的轴承座或机壳上,对机器进行实时监控,同时两线制输出4-20毫安的电流信号,可直接供给控制室里的PLC或DCS等控制系统。如有因轴承磨损、轴承开裂、动平衡不良以及不对中等因素引起的机器故障,一体化振动变送器可提前监测到故障提出报警,防止机器在不良状况下继续工作而造损坏,进而带来经济损失所采用传感器灵敏度高,安装简单,可以有效地测得皮带机振动数据,实时反馈至控制系统。

3 无线通信技术

相较于传统无线技术ZigBee技术具有如下特点:

(1)低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算, ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

(2)成本低:低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

(3)时延短:通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,因此Zig-Bee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

(4)网络容量大:一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个节点。

本文采用了基于ZIGBEE技术的无线通信模块。该模块集成了符合ZIGBEE协议标准的射频收发器和微处理器,它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性;可实现一点对多点及多点对多点之间的设备间数据的透明传输;可组成星型和 MESH型的网状网络结构。

因电厂输煤现场较广,建筑物遮挡较为严重,有些无线节点无法实现可靠通信。ZIGBEE技术特有的自组网技术,只需在中间设立中继节点,就可以很好解决无线信号遮挡的问题。

4 小结

本文提出了一种以Tzigbee技术为基础的输煤皮带机无线测温测振技术方案,实现了输煤皮带机运行时温度数据和振动数据的采集,并采用zigbee技术作为数据传输方式。该方案结构简单、集成度高、便于组网,提高了生产效率,节省了大量人力物力。

[1]叶剑。探讨无线网络设备建设及维护[J]。数字技术与应用,2014, 23(12)。

[2]李正军。计算机控制技术[M]。机械工业出版社。

[3]葛广英。ZigBee原理、实践及应用[M]。清华大学出版社。

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