集控智能牵引场一体化系统的研究

刘建锋 高晓莉 李林峰

（河南电力博大科技有限公司，河南 郑州450000）

1 概述

牵张机是架空输电线路施工的主要牵引设备，目前国内在特高压线路施工时多使用多台牵引机同时牵引，解决大牵引的施工需要，施工时需要多人协调配合；设备同时牵引作业现场设备噪音大，施工环境恶劣。针对这种现状，本文进行了对牵张设备实行集中智能控制、多工况组合的集控智能牵张场一体化系统研究。

2 主要结构设计

结合输电线路现场的实际工况和施工要求，整机采用分体式，由一套动力中心、两套执行单元、一套集控平台包含视频监控、操控单元组成。

图1 整体布局

该系统由变频电机为动力源，实现两台280kN 牵引机同时牵引作业。可一名或两名操作人员在集控平台内完成两台280kN 牵引机的操控。

执行单元主要由机架、牵引轮、减速器马达、出线导辊、尾绳夹紧装置、液压升降自卷式收绳装置等组成。由牵引轮组、两套减速器马达组成末级齿轮传动，马达将动力中心输出的静液压能转换为机械能，马达转动，驱动减速器转动，从而通过末级传动，驱动牵引轮，完成牵引机的牵引送线。

视频监控系统采用有线控制方式，主要由摄像机、摄像机安装支架、电缆、高清录像机、显示器等组成。摄像机布置在牵引机旁，分别对两台牵引机牵引轮、收绳装置进行摄像。高清录像机、显示器安装在操控单元控制室内，摄像机将视频信号通过电缆传输至高清录像机，高清录像机进行数据处理及存储，通过显示器显示现场画面。

操控单元由电缆、控制室、空调系统、视频监控显示装置组成。电缆、控制室之间采用电气航插连接，方便拔插；控制室内设有空调、操作台、座椅等。

动力中心由两台变频电机、液压泵、油箱、散热器等组成，它将电机的机械能通过液压泵转换为静液压能，为执行单元提供动力。油箱、散热器作为液压系统的辅助元件，分别为液压系统存储液压油、冷却系统油温。

3 集成控制系统研究

牵引机的控制指令经过PLC 控制器计算，将开关信号、PWM模拟信号转换为CAN 总线信号，通过电缆输送至执行单元、动力中心PLC 控制器，通过执行单元、动力中心PLC 控制器将CAN 总线信号转换为原来的开关信号、PWM模拟信号，控制相关电磁阀、比例阀、变量泵，相反，执行单元、动力中心的电磁阀、比例阀、变量泵、压力传感器、电机参数等反馈信号经过等执行单元、动力中心PLC 控制器转换为CAN 总线信号，通过电缆输送至操控单元PLC 控制器，经过运算处理，传输至显示器、指示灯等。

集控平台操控单元由电缆、控制室、空调系统、视频监控显示装置组成。两台电机参数分别使用两台5 寸彩色液晶显示屏显示，主要显示变频器给定速度、输出电压有效值、输出电流有效值、母线电压、散热器温度等；液压系统参数分别使用两台7寸彩色液晶显示屏显示，主要显示液压油温、液压系统压力、牵引力等参数。使操作人员更好的了解设备的工作状况，能够更加及时的判断设备是否运行正常。

图2 CAN 控制原理图

图3 操控单元人机对话界面示意图

4 结论

本文针对满足多台牵张设备集中控制的集控系统进行研究，开发了大吨位、大轮径、分体式、智能控制牵引场一体化技术，将目前受到制约的工作装置分离出来。其解决了在大牵引施工条件下需要多人配合，作业环境设备噪音大，施工现场空气污染严重等问题；改善了操作人员的工作环境质量，提高了机械化施工水平。研发的集成操控系统可以完成多台牵引机、张力机的集中控制，自动化、通用化程度高，降低现场作业人员劳动强度，提高过程监控效能，体现了施工节约、环境友好目的，推广应用前景广阔。