斗轮机无线控制系统改造

胡振中　傅文才

摘要：景德镇发电厂两台斗轮机控制信号的传输方式是通过电缆卷筒拖动扁平控制电缆的方式。斗轮机堆、取料作业量大，行走及回转频率较高，扁平控制电缆由于在地面拖动且频繁受力加上环境恶劣、运行老化，卷缆中的控制信号非常不稳定，电缆受损甚至被拉断的情况频繁发生。斗轮机故障率高，维修费用和备件费用投入较大等问题一直困扰着我们。将控制信号有线传输改为无线传输，运行可靠，可免维护、节省维修和备件费用，极大地提高了设备可靠性和工作效率。

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.

关键词：斗轮机；控制电缆；无线控制

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

中图分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0144-02

0 引言

斗轮机适用于大、中型火电厂、港口等工地的储料场，是堆取散装物料高效、连续作业的设备，在火电厂生产经营中占有举足轻重的地位。景德镇发电厂配置的两台斗轮机，控制信号传输均采用扁平卷缆的方式，投产以来故障频发。我们通过更换电缆型号、地面铺设电缆托辊等改进措施，扁平电缆破损、断线的问题依旧没能到解决。控制信号采用无线通讯后，扁平电缆即可取消，将彻底解决因控制卷缆问题引起的斗轮机故障。

1 设备的运行情况及改造的可行性

1.1 设备使用中的问题

斗轮机与输煤程控室间的信号通信，由安装煤场中间的转接端子箱和斗轮机上的扁平电缆来完成。扁平拖缆通过卷筒电机带动卷盘对控制线进行收放，拖拽拉力对电缆损害很大。斗轮机使用中有下列常见问题：

①扁平控制电缆故障率较高，在使用中经常因控制电缆线损坏引起故障停机。一旦电缆故障将造成斗轮机作业与DCS无联锁，易造成设备和人身的安全事故；

②卷筒电机在使用时因其工作性质电机时刻在起/停状态，工作中发热比较厉害，卷筒电机在工作中故障率较高，卷盘故障造成的故障停机占堆取料机故障停机的1/4；

③滑环容易出现故障，长时间使用后导致密封性变差，进入灰尘及潮气，导致控制信号时有时无，严重影响生产。

1.2 改造的必要性

目前，多数火电厂斗轮堆取料机均采用扁平电缆的控制方式，存在着控制电缆被拉断的突出问题。由于控制电缆长期在室外运行，易造成电缆老化。根据近4年斗轮机的运行和维护情况，平均每年需更换1次扁平控制电缆，频繁地更换控制电缆不仅成本高且增加了维护的时间和人力。卷缆器的卷筒电机及滑环、滚轮等每两年需更换一次，该设备为进口设备，维护量和成本均较高。

1.3 改造的可行性

随着无线通讯的实时性、安全性抗干扰和能耗等瓶颈问题逐步得到解决，无线通讯技术在各种工业联锁控制应用中的影响力以日益增强。经过对其他电厂斗轮机无线控制系统改造使用情况进行考察，证明采用无线控制系统替代信号电缆操控斗轮机堆取料运行效果良好、安全、可靠，完全满足生产现场的各种技术要求。

2 改造方案

①根据现场的实际情况，本着先进性，简洁性，可靠性为主，兼顾经济性的设计原则，分别在#1转运站顶部和#1、#2斗轮机上配置无线通讯装置。为了尽可能不改动原有的控制系统，且让系统尽量简化，采用的无线通讯装置为无线I/O的形式。将机上原有的通过卷缆给到输煤集控的信号现在接到机上无线系统中的无线I/O上；输煤集控室原有通过卷缆接到机上PLC的信号现在接到#1转运站顶部的无线系统的无线I/O上。这样从硬件接线的形式上完全取代了原有的卷缆有线系统。#1转运站顶部的无线通讯装置作为主站，通过无线通讯链路向斗轮机上的从站发送联锁控制数据，斗轮机上的从站接收到数据后，通过机上程控PLC来控制斗轮机的一些作业（如斗轮皮带联锁）；斗轮机的一些运行信号和联锁信号也由机上PLC通过无线通讯链路返回到主站（如地面皮带联锁）。此系统取代了卷缆，实现了无线通讯传输的技术要求。

②在#1、#2斗轮机上部配电室顶部各安装一套无线通讯装置（从站），#1转运站顶部安装一套无线通讯装置（主站）。重新放置信號电缆将#1转运站程控站（输煤程控）与主站IO模块相连。

③无线控制改造系统图如图1所示。

3 改造后的效果

①控制系统免维护，安全可靠、性能稳定。

2014年10月改造至今，无线通讯装置运行稳定，未出现任何故障。两台斗轮机运行连锁信号稳定可靠，未出现因连锁信号丢失或错误引起设备故障停机的情况。

②抗干扰性能强，且不会对其他设备产生干扰。

我厂地处江南地区，天气变化多，大风、暴雨、雷电、高温灯各种气候均未影响设备的安全稳定运行。

③对原有系统没有任何改动，斗轮机驾驶操作及输煤程控画面无变动。

无线通讯传输系统对于斗轮机及程控PLC控制系统是“透明”的，可以看作是无形的网线、光纤或者硬接线。只是传输介质和方式由有线变成了无线。对于控制系统来说，不需要针对无线系统做额外的编程或配置，画面及操作均无任何变动。

④系统改造后，不但完全满足现有运行需要，还极大地提高了斗轮机的可靠性，减少维护成本。

两台斗轮机每年需更换一根扁平控制电缆，卷缆器及其换向器需检修一次，仅仅上述两项每年需花费12万元左右。无线改造后，卷缆器、扁平电缆均拆除，新增的无线通讯装置未进行任何维护工作，改造后未产生任何检修和材料费用。

4 结束语

无线通讯系统改造后，实现了无线控制系统替代扁平控制电缆传输信号。无线信号安全、可靠、准确，完全满足生产现场的各种技术要求，从根本上解决有线传输给斗轮机运行带来的设备缺陷，提高了工作效率，降低了维护成本，保证了斗轮机运行的可靠性。

参考文献：

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