无线通信在斗轮机在煤场中的应用

　　某厂储煤系统分为A、B两个煤场，分别配备两台斗轮机对左中右三个煤区进行作业。煤场堆取料机械为悬臂式斗轮堆取料机。悬臂式斗轮堆取料机用于矩形煤场，通过在固定轨道移动，悬臂回转俯仰，将地面皮带机上来的物料堆放在煤场或料场上的物料取到地面皮带机上，为整个系统存取煤料。随着节能降耗要求提高，机组参配煤比例的调整优化，斗轮机在燃料供给中的作用增强，在整个输煤控制流程中的运行份额增加。因此对其联锁保护动作要求提高，以防止在堆取料过程中发生拒动、误动，出现大规模撒煤、堵煤事件，导致无法保障机组燃料安全。

　　一、工作过程简介

　　1 堆料作业过程

　　当斗轮机接到堆指令进行堆料作业时，操作人员应先调整斗轮机的作业位置，然后依次启动升二尾车、悬臂皮带机，尾车皮带机，然后再通知地面控制室起动地面皮带系统进行联锁作业。在堆料过程中可根据料场情况起动走行机构或回转机构及俯仰机构以调整落料点位置。将地面皮带供煤合理有序的堆入指定煤场位置，按煤种不同分别堆放。

　　2 取料作业过程

　　当本机接到指令取料作业时，操作人员应根据堆料情况先调整工作位置，然后降二尾车到位后，通知地面控制室起动地面皮带系统，再依次起动悬臂皮带机、斗轮装置和回转机构并将控制切至联锁位。在取料过程中，间断地起动走行机构和俯仰机构以调整斗轮的合适工作位置将煤取至煤仓。

　　二、常规通信方式

　　1 常规通信采用电缆通信

　　在电缆通信中通过沟道、桥架、接线箱、扁缆及卷筒等设备将信号远距离送至斗轮机。通信通道中有不同型号、不同电压等级电缆的要求，命令及反馈电缆的区分。同时需注意在电缆沟道桥架中与高压电缆距离等，作业点复杂、布线困难。

　　2 地面控制站与斗轮机之间共有：要求取料、要求堆料、要求直通、取料联锁、急停、取料状态、允许直通、堆料状态、堆料联锁、允许折返、机上故障、系统准备好共12个信号。这些信号为输煤程控系统与斗轮机进行启动、停止的互锁和保护条件，失去任何信号将影响系统整体稳定性。

　　3 常规通信线路

　　上位机系统命令―煤场远程站―斗轮地面接线柜―通信卷缆―碳刷系统―电气室24VDC继电器―回转转筒―PLC，斗轮机至远程站反馈信号由远程站110VDC沿同路取回。

　　三、常规通信存在问题

　　1 节点多、故障点复杂

　　常规通信线路因通过节点众多，在故障出现时需要的维护人员相应增加。同时检查时间较长，不利于混配煤计划的执行，影响燃烧效率的优化。

　　2 常规通信使用电缆传输信号

　　电缆长时间使用出现老化，磨损短路、断裂断路等现象，使得故障点不易查找。当故障点在沟道等无法处理时需重新放置电缆，电缆敷设难度大，使故障时间延长，解锁运行风险加大。同时随着电缆老化，防火要求也随之增高，加大了定期巡查的工作量，安全系数下降，造成人力成本大幅提高。

　　3 通信扁缆随斗轮的移动在地面随卷筒收放

　　地面电缆容易受到落物砸伤、意外划伤、掩埋、人为误伤，卷筒工作过程中转动异常，也会造成卷缆的拉扯过度或扭动异常而造成扁缆受伤，导致通信信号异常，使得在作业过程中造成停机、撒煤等事故。且扁缆更换工作量大、成本高。

　　4 卷盘电机是控制电缆收放的机器，斗轮机的信号传输与控制依靠电缆控制方式来完成。斗轮机在工作过程中随着煤料的变化需要不断移动位置，这势必会因为反复的走行而频繁启停卷盘电机。因此卷盘机在斗轮机工作过程中，必然会因为反复启动而致使电机及其电气回路产生一系列的故障，卷盘机故障不仅会造成安全事故，同时还会在很大程度上影响斗轮机的正常工作，导致斗轮机无法工作，其危害不言而喻。

　　5 作为卷盘机的重要组成部分，滑环承担着机器旋转与导电的重要作用，可以说滑环在卷盘电机中的作用不可代替，其核心作用也决定了其工作负担，在常规斗轮机与卷盘电机的正常工作中滑环会处于高速运行状态，如此势必会产生大量的热，如果长时间处于加热状态，滑环就会产生变形、脱落等问题。其次，滑环的结构比较特殊，因此容易进入灰尘，当灰尘积累到一定的程度，就会导致信号时有时无，这势必会对斗轮机的正常生产造成不利影响，严重时还会发生错位，导致短路，造成设备被烧坏。

　　常规通信方式在长时间使用过程中经常出现信号时断时续现象，检查有通信卷缆折断虚接、碳刷磨损接触不良、回转转筒部分磨损造成断路接地等故障。且在运行中磁滞式电缆卷筒会出现电机过热及电缆拖放缠绕故障，不同信号电压等级在同一电缆易出现电源间短路。斗轮机联锁通信信号少、故障率高，影响整个系统运行的稳定性，容易造成撒煤、堵煤等现象，增加了运行人员的劳动强度，因此有必要对通信回路进行改造。

　　四、无线通信应用改造

　　1 将传统电缆通信方式改为无线通信

　　信号的传输通过空气为传输介质，经过一系列的信号编码、解码，经由发射接收装置及控制通信接口等实现无线通信。

　　2 无线通信系统组成

　　控制主机、控制从机、通信模块(包括天线)。控制系统主要由数字通道主机(DLK-6800/Z)、数字通道从机(DLK-6800/C)，天线(AQC-230/3.5dB)、馈线(AQ50-3)等组成。

　　3 数字通道技术参数

　　工作电源：85～264VAC，50/60Hz、消耗电力30W 　　开关量输入：主机10路，光电隔离，空接点;从机10路，光电隔离，空接点。

　　开关量输出：主机10路，加2路故障点，继电器输出250VAC/30VDC、5A;从机10路，加2路故障点，继电器输出250VAC/30VDC、5A。

　　指示灯状态说明：POWER红灯亮表示工作电源运行;RX绿灯亮表示接收到数据;TX红灯亮表示发射数据。

　　4 AYWM-2350数字无线模块技术参数

　　工作电源：DC12V、无线数传发射功率：0.1W、通信距离：2km空中速率：2400bps。接口速率：9600bps、信道间隔：25kHz、频率稳定：±1.5ppm、误码率/灵敏度：10-6@-105，通信接口：RS232。

　　五、安装调试与维护

　　1 控制主机选择适当位置安装于I/O站墙体上，信号及电源线就近走电缆管进柜。

　　2 控制从机安装在斗轮机PLC室墙上，接线就近桥架进控制柜。

　　3 固定天线，并用馈线连接到主从机上;天线要安装在室外开阔的地点，馈线的长度要求适当不要过长，否则会增加损耗。馈线要避免弯折，弯曲弧度应大于120°。

　　4 检查电源输入无误后通电，主机上的红色灯闪烁表示发射数据，绿色灯闪烁表示接收数据;通信正常时，发送指示灯和接收指示灯交替闪烁，若只有一个灯闪或是两个灯都不闪，应检查天线和数字无线模块及电源是否正常，必要时更换新设备。

　　5 在主从机加模拟信号，对应模块输出灯亮，对应继电器闭合，测试通道正常。

　　六、改造后效果

　　改造后信号传输变为：斗轮机PLC柜―无线系统―煤场远程站，减少了传输中间环节，降低了故障率，联锁投入率达100%。无线通信投运后设备维护率低，稳定性提高，节约了电缆使用量，减少了通信卷筒部分的备件，节约了工人工时，降低了维护费用。极大地提高了整体输煤控制系统的联锁稳定性，使参配煤比例更加完善，提高了机组运行效率，为节能降耗做出了有力的保障。

　　结语

　　本次斗轮机无线通信改造应用，经过实践地检验是成功的。随着无线通信的发展运用，电厂大型设备中将有更多常规通信系统可进行无线替代，在安全性、稳定性经过时间地检验后，无线通信的应用将有更广阔的空间。