斗轮堆取料机通讯系统的综合优化

斗轮堆取料机通讯系统的综合优化

张海秦

(上海吴泾发电有限责任公司上海200243)

摘要：吴泾热电厂斗轮堆取料机和地面输煤控制系统联锁通讯、斗轮堆取料机PLC主从站通讯均采用控制电缆。在斗轮堆取料机运行过程中，易造成控制电缆被压断或拉断,维护工作量大和检修成本高，对安全生产也造成较大的影响。鉴于上述原因，将控制电缆改为无线控制系统后,可明显减少维护工作量和检修费用,且保证了设备运行安全可靠,提高了工作效率，具有较高的实践意义。

关键词：斗轮堆取料机；无线通信；电气控制

Abstract:ThecommunicationsystemofBucketwheelstackerreclaimerelectricalinWujingThermalPowerPlantadoptwiredcable,whichoftenresultsindamageofcableduringtheoperationperiodeasilyandincreasesmaintenanceandcost.Inordertosolvethisproblem,thisarticleputsforwardakindofmakinguseofawirelesscommunicationsystemtotakeplacetheplanofwiredcontrolcable.Thissolutionefficientlyimprovessystemperformance,reducemaintenanceandcostdistinctly.Inviewoftheabovereasons,itismeaningfultopracticetheapplicationwidely.

Keywords:Bucketwheelstackerreclaimer；Wirelesscommunication；ElectricalControl.

1概况

斗轮堆取料机（堆料机和取料机）是一种新型高效率连续装卸机械，主要用于散货专业码头、钢铁厂、大型火力发电厂和矿山等的散料堆场装卸铁矿石（砂）、煤炭、砂子等。该机因其作业效率高，故在国内外得到广泛应用。我国大陆的上海、宁波、广州、秦皇岛、青岛、日照、南京等港口均已拥有这种机械。

上海电力股份有限公司吴泾热电厂2×330MW机组，日耗煤5000吨，年耗煤150万吨。#8、9机组斗轮堆取料机（简称斗轮机）运行在设计存煤8万吨的封闭式条形煤场中，在整个输煤系统承担重要角色。

2现状

#8、9斗轮机相继于2008、2009投产，本机电气控制系统为PLC（施耐德昆腾系列）控制，由一个主站（位于司机室）和两个从站（分别位于回转平台电气室和尾车平台电气室）构成；斗轮机与地面输煤系统通过卷筒通讯电缆硬联锁控制。连接方式如图1所示。

图1改造前斗轮机通讯连接示意图

目前#8、9斗轮机存在以下问题：

其一、PLC主站与从站（尾车平台电气室）通讯采用网络通讯线缆连接，斗轮机在运行过程中，主站和尾车从站始终处于相对转动中，按照原设计，该线缆走向通过斗轮机煤斗中心区域，但是该区域工作环境相当恶劣，一旦相关保护盖板脱焊缺失，极易导致线缆在煤流冲击下破损断裂。同时由于煤斗中心处经常转动，工作时间一长极易导致线缆扭曲、断芯，造成斗轮机无法正常运行。

其二、斗轮机与地面输煤控制系统的联锁控制是通过卷筒电缆来实现的。在使用过程中，通讯电缆易受煤场堆煤覆压，在卷筒转动过程中经常扭动和拖拽，电缆极易损坏和断芯，造成斗轮机与地面输煤系统通讯中断。

斗轮机投运以来，上述缺陷均已发生多次。为了消除故障，每次都要投入大量的时间、人力和物力更换控制电缆，不仅增加维护成本，且对燃料运行工作产生了很大的影响，故急需一套切实有效的技术解决方案。

3改造方案

本改造方案的主体思路是在保持原有系统功能的情况下，对硬件设施进行优化改造，以较小的成本解决现有的问题。经过反复调研,认为局部范围采用无线通讯系统替代现有的通信电缆可以安全、可靠和高效地解决上述缺陷。

数字无线总线控制系统具有超强的抗干扰性能、速度快、传输信号容量大和抑制干扰的特点。根据无线控制系统在其他企业的实际应用,结合吴泾热电厂斗轮堆取料机的运行方式,方案选用西安奥宇电力科技有限责任公司的AYTECH-241系列无线控制系统。具体实施如下：

3.1斗轮机主从站通讯的优化（简称无线通讯A）

将PLC主站与尾车平台电气室从站之间的通讯线缆改造为无线通讯系统。本部分无线控制系统包含：无线主站（AYTECH-241DX/Z装置）和无线从站（AYTECH-241DX/C装置），实现尾车电气室PLC从站和司机室PLC主站之间的控制信号的传输。

主站安装在司机室内,通过控制电缆连接到斗轮机电气室PLC主站控制柜的通讯端子上，主站天线安装于斗轮机电气室的屋顶,通过专用馈线和主站连接；从站安装在尾车平台电气室，通过控制电缆连接到尾车电气室PLC从站通讯端子上，从站天线放置在尾车电气室的屋顶。

3.2斗轮机与地面输煤控制系统的联锁控制的优化（简称无线通讯B）

将斗轮机与地面输煤控制系统的联锁控制改造为无线控制。本部分无线控制系统包含：无线主站（AYTECH-241D/Z装置）和无线从站（AYTECH-241D/C装置），实现斗轮机与地面输煤控制系统之间联锁信号的传输。主站安装在斗轮机栈桥端部,通过控制电缆连接到原斗轮机和地面输煤程控的联锁信号的端子上，主站天线安装在主站旁边，并通过专用馈线和主站连接；从站安装在尾车平台电气室，通过控制电缆连接到尾车电气室原联锁信号的端子上，从站天线放置在尾车电气室的屋顶。改造后的斗轮机通讯布置示意图如下所示：

图2改造后斗轮机通讯连接示意图

4改造效果

斗轮堆取料机电气控制系统性能优化后，减少了控制电缆及电缆卷筒等设备。斗轮堆取料机的所有功能和逻辑没有变化，完全满足现有运行的功能要求，还提高了斗轮机的可靠性和稳定性,大大减少了维护成本。

5结束语

本文针对上海电力股份有限公司吴泾热电厂#8、9斗轮堆取料机通讯系统综合优化进行了阐述，通过西安奥宇电力科技有限责任公司AYTECH-241型无线控制系统在设备上应用，以及采用先进的控制理念，完美的实现了本次电气系统性能优化的预期。本次斗轮堆取料机电气系统性能优化后，从试用到系统的正式投运，各项系统性能运行安全、可靠，降低了维护人员的劳动强度和维护成本。

参考文献:

[1][美]S.Theodre,Rappaport.无线通信原理与应用[M].2版.周文安,付秀花,王志辉,等,译,宋俊德,审校.北京:电子工业出版社,2006.

[2]史军刚,白小平.电气控制技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006

[3]无线控制系统设计手册（西安奥宇电力科技有限公司）2017

[4]施奈德PLC用户手册（施奈德公司）2005

[5]王福昌，熊兆飞，黄本雄.通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.