无线控制技术在电厂斗轮机及叶轮给煤机改造中应用

摘要:以国电蓬莱发电有限公司斗轮机及叶轮给煤机为例，介绍斗轮机及叶轮给煤机控制系统无线控制改造技术，保证设备安全可靠地运行，具有一定的推广价值。

1概述

电蓬莱发电有限公司一期为两台33万千瓦的燃煤机组，其输煤系统为:煤场单路斗轮堆取料机为DQ1500/1500-35型悬臂式斗轮堆取料机，斗轮堆取料机为既可堆料又可取料一机两用的联合设备;汽车卸煤沟煤斗下部设双路带式输送机，每路安装1台出力100～1000吨/小时的桥式叶轮给煤机，其型号为QYG1000A

2斗轮机及叶轮给煤机经常故障的原因

2.1斗轮机经常故障的原因

斗轮机与集控室之间的信号传输借助电缆卷筒和控制卷缆来实现，斗轮机作业时需要频繁行走，卷缆由于在地面拖动并频繁受力，加上露天煤场环境恶劣，设备使用十年了，老化严重，卷缆中的控制信号线非常容易出现拉断现象，而控制信号线断芯往往在内部，外部无法查看。

2.2叶轮给煤机经常故障的原因

两台叶轮给煤机均采用硬接线方式，采用拖缆进行信号传输，拖缆采用柔性电缆，配合电缆小车实现沿轨道伸缩，达到叶轮给煤机移动目的，由于地煤沟脏、暗、潮湿、煤粉等特定环境，拖动电缆滑动的电缆滑车极易损坏，当电缆滑车故障时极易造成电缆挤压后控制信号线破皮造成电缆接地或控制信号线拽断;由于采用柔性电缆，电缆随着叶轮给煤机频繁行走，会造成电缆内部的控制信号线绝 缘降低，出现信号时有时无现象，加重了设备检修人员故障查找故障查找和处理难度。叶轮给煤机控制电缆安装空间狭小，更换非常困难，更换工作量大。叶轮给煤机每侧只有一根控制电缆，每次更换时需要移动动力电缆，更换时还有大量的校线工作，每次更换需要7～8个小时，严重影响机组安全生产。

3无线控制特点介绍

工业无线控制技术是继现场总线之后，工业控制领域的又一个热点技术，是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术。其特点如下:

3.1降低成本缩短工期

当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点相互连接通讯的时候，采用有线的方式，必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟，工程周期可能需要几个月的时间，还需要大量的人力和物力。而用通讯模块建立无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速组建起通信链路，工程周期大大缩短。相比之下节省了大量劳动力的支出。

3.2不受地形限制

有线通讯的局限性太大，在遇到一些特殊的应用环境，比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候，将对有线网络的布线工程有着极强的制约力，而用无线通讯模块建立专用无线数据传输方式将不 受这些限制，拥有更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。

3.3良好的升级扩展性能

用户组建好一个通讯网络之后，常常因为系统的需要增加新的设备。如果采用有线的方式，需要重新的布线，施工比较麻烦，而且还有可能破坏原来的通讯线路，但是如果采用无线通讯模块建立专用无线数据传输方式，只需将新增设备与无线通讯模块相连接就可以实现系统的扩充了，具更好的扩展性，避免二次施工所带来的费用支出。

3.4让设备维护更容易

有线通讯链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而采用无线通讯模块建立专用无线数据传输方式只需维护通讯模块，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。

4改造方案

4.1斗轮机的改造方案

4.1.1系统组成

HSwd-1m斗轮堆取料机无线控制系统由主机控制箱和从机控制箱构成。主机控制箱安装在输煤程控室，从机控制箱安装在斗轮机上。主机控制箱包括:主机控制模块、数字无线模块、全向天线、馈线、电源模块、接线端子等。从机控制箱包括:主机控制模块、数字无线模块、全向天线、馈线、电源模块及接线端子等组成。本无线控制系统对原斗轮堆取料机的改造部分仅仅替代原有控制拖缆，系统控制功能没有任何变动。从而彻底避免控制拖缆损坏造成斗轮机无法连锁的问题。

4.1.2工作原理

程控室通过主机控制箱将控制数据(包括给允许堆料、允许取料、地面皮带运行等指令)，发送给斗轮机从机装置。同时接收斗轮机从机控制箱发送过来的数据(堆料状态、取料状态、故障等状态信号)。从而实现了程控室和斗轮机以及皮带的联锁功能，同时可实时监控斗轮机的运行状态。

4.2叶轮给煤机的改造方案

4.2.1系统组成

HSWD-2无线控制系统由叶轮地面站主机装置和叶轮给煤机机上站从机装置构成。主机装置安装在叶轮给煤机皮带入口处，从机装置安装在叶轮给煤机上。主(从)机包含控制主(从)机1台，无线通信模块1台，天线1个，隔离继电器和接线端子若干。对原系统的改造部分仅仅是脱开滑线或拖缆的连接，而没有其它任何机械电气的改动和控制功能的变动。并留出近一半的接口余量，以备通讯控制功能的升级扩展之用。

4.2.2工作原理

输煤集控室通过主机控制箱内的无线主机装置将控制数据(包括给煤机启动、停止、运行速度等指令)，发射给叶轮给煤机无线电从机装置。同时接收叶轮给煤机无线从机装置发射的监控数据(包括给煤机报警、电流、行走方向等状态)。相应的，叶轮给煤机通过无线电链路接收输煤集控发送的控制指令并返回监控状态。从而实现了中央集控室对叶轮给煤机运行方式和运行功能的远程控制，以及运行状态和运行位置的远程监视，完成叶轮给煤机全自动上煤过程。

5改造效果

国电蓬莱发电有限公司完成斗轮机及叶轮给煤机的控制系统无线改造后信号传输正常，设备运行可靠，未发生因信号传输造成设备故障停止的现象，大幅提高了设备的可靠性。

降低了设备生产维护成本。斗轮机及叶轮给煤机的控制系统无线改造后，解决了了有线传输系统给斗轮机和叶轮给煤机带来的缺陷，降低了设备维护人员的劳动强度，保证了生产连续稳定运行，提高了设备管理水平。

提高了企业外部形象，减少了来煤卸车的延迟时间。系统改造后解决了因为信号输送故障导致设备停止运行的问题，提升了煤场接待来煤能力。

提高了机组安全运行的稳定性，保证了机组接待符合能力。系统改造后降低了设备故障率，能有效提升煤场供煤能力，保证机组接待符合不受影响。

(国电蓬莱发电有限公司 孙亚伟)