孫亞偉

(國電蓬萊發(fā)電有限公司，山東 蓬萊 265600)

0 引言

某發(fā)電公司1期為2臺330 MW的燃煤機(jī)組，輸煤系統(tǒng)中的煤場單路斗輪堆取料機(jī)為DQ1500/1500-35型懸臂式斗輪堆取料機(jī)。該斗輪堆取料機(jī)為既可堆料又可取料的一機(jī)兩用聯(lián)合設(shè)備。汽車卸煤溝煤斗下部設(shè)雙路帶式輸送機(jī)，每路安裝1臺出力為100—1 000 t/h的橋式葉輪給煤機(jī)，其型號為QYG1000A。

1 信號傳輸電纜故障原因

1.1 斗輪機(jī)信號傳輸電纜故障

該發(fā)電公司斗輪機(jī)與集控室之間的信號傳輸借助電纜卷筒和控制卷纜來實(shí)現(xiàn)。斗輪機(jī)作業(yè)時需要頻繁行走，卷纜在地面拖動，頻繁受力；加上露天煤場環(huán)境惡劣，設(shè)備已使用10年，嚴(yán)重老化，卷纜中的控制信號線非常容易發(fā)生拉斷故障，使斗輪機(jī)和皮帶無法實(shí)現(xiàn)信號聯(lián)鎖，造成斗輪機(jī)和皮帶出現(xiàn)堵煤、撒煤的生產(chǎn)事故。而控制信號線斷芯又往往發(fā)生在內(nèi)部，外部無法查看，增加了故障查找和處理難度。這種缺陷不僅會對生產(chǎn)造成不良影響，還加重了運(yùn)行操作人員和設(shè)備檢修人員的工作強(qiáng)度和維護(hù)難度。

1.2 葉輪給煤機(jī)信號傳輸電纜故障

該發(fā)電公司2臺葉輪給煤機(jī)均采用硬接線方式，采用拖纜進(jìn)行信號傳輸。拖纜采用柔性電纜，

配合電纜小車實(shí)現(xiàn)沿軌道伸縮，達(dá)到跟隨葉輪給煤機(jī)移動的目的。由于地煤溝臟、暗、潮濕、煤粉濃度高等特定環(huán)境，拖動電纜滑動的電纜滑車極易損壞。當(dāng)電纜滑車發(fā)生故障時，極易造成擠壓電纜后使控制信號線破皮，造成電纜接地或控制信號線被拽斷。由于采用柔性電纜，電纜隨著葉輪給煤機(jī)頻繁行走，會造成電纜內(nèi)部的控制信號線絕緣降低，出現(xiàn)信號時有時無現(xiàn)象，加重了設(shè)備檢修人員故障查找和處理難度。葉輪給煤機(jī)控制電纜安裝空間狹小，更換非常困難，更換工作量大。葉輪給煤機(jī)每側(cè)只有1根控制電纜，每次更換時需要移動動力電纜，再加上大量的校線工作，每次更換需耗時7—8 h，嚴(yán)重影響機(jī)組安全生產(chǎn)。

2 工業(yè)無線控制技術(shù)特點(diǎn)

工業(yè)無線控制技術(shù)是繼現(xiàn)場總線之后，工業(yè)控制領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)技術(shù)，是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)。使用該技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)。

(1) 降低成本，縮短工期。當(dāng)要把相距數(shù)千米到數(shù)十千米距離的遠(yuǎn)程站點(diǎn)相互連接通信時，采用有線的方式，架設(shè)長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，完成這個工程可能要幾個月的時間，還需要大量的人力和物力。用通信模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，只需架設(shè)適當(dāng)高度的天線，幾天或者幾周就可以完成。相比之下，無線的方式可迅速組建起通信鏈路，工程耗時大大縮短，節(jié)省了大量勞動力。

(2) 不受地形限制。有線通信的局限性大，在遇到特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如山地、湖泊、林區(qū)等地理環(huán)境或是移動物體等布線比較困難的環(huán)境時，有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程將受到極強(qiáng)的制約。采用無線通信模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，將不受這些限制，擁有更廣泛的適應(yīng)性，幾乎不受地理環(huán)境限制。

(3) 良好的升級擴(kuò)展性能。用戶組建好一個通信網(wǎng)絡(luò)之后，常常會因?yàn)橄到y(tǒng)的需要而增加新的設(shè)備。如果采用有線的方式，需要重布新線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通信線路。如果采用無線通信模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設(shè)備與無線通信模塊相連接就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)充，具有更好的擴(kuò)展性，且避免二次施工所帶來的費(fèi)用支出。

(4) 設(shè)備維護(hù)更容易。有線通信鏈路的維護(hù)需沿線路檢查，且出現(xiàn)故障時一般很難及時找出故障點(diǎn)。采用無線通信模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需維護(hù)通信模塊，且出現(xiàn)故障時能快速找出原因，盡快恢復(fù)線路正常運(yùn)行。

3 信號傳輸方式改造方案

3.1 斗輪機(jī)改造方案

3.1.1 系統(tǒng)組成

HSWD-1m斗輪堆取料機(jī)無線控制系統(tǒng)由主機(jī)控制箱和從機(jī)控制箱構(gòu)成。主機(jī)控制箱安裝在輸煤程控室，從機(jī)控制箱安裝在斗輪機(jī)上。主機(jī)控制箱包括：主機(jī)控制模塊、數(shù)字無線模塊、全向天線、饋線、電源模塊、接線端子等。從機(jī)控制箱包括：從機(jī)控制模塊、數(shù)字無線模塊、全向天線、饋線、電源模塊及接線端子等。該無線控制系統(tǒng)對原斗輪堆取料機(jī)的改造部分僅僅是替代原有控制拖纜，系統(tǒng)控制功能沒有任何變動，可徹底避免控制拖纜損壞造成斗輪機(jī)無法連鎖的問題。改造后的系統(tǒng)連接示意如圖1所示。

3.1.2 工作原理

程控室通過主機(jī)控制箱將控制數(shù)據(jù)(允許堆料、允許取料、地面皮帶運(yùn)行等指令)發(fā)送給斗輪機(jī)從機(jī)裝置，同時接收斗輪機(jī)從機(jī)控制箱發(fā)送過來的數(shù)據(jù)(堆料狀態(tài)、取料狀態(tài)、故障等狀態(tài)信號)，從而實(shí)現(xiàn)程控室和斗輪機(jī)以及皮帶的聯(lián)鎖功能，并可實(shí)時監(jiān)控斗輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 具備繞射能力的斗輪機(jī)無線堆取料聯(lián)鎖裝置

3.2 葉輪給煤機(jī)信號傳輸方式改造方案

3.2.1 系統(tǒng)組成

HSWD-2無線控制系統(tǒng)由葉輪給煤機(jī)主機(jī)裝置和從機(jī)裝置構(gòu)成。主機(jī)裝置安裝在葉輪給煤機(jī)皮帶入口處，從機(jī)裝置安裝在葉輪給煤機(jī)上。主(從)機(jī)包含控制主(從)機(jī)1臺、無線通信模塊1臺、天線1個、隔離繼電器和接線端子若干。對原系統(tǒng)的改造部分僅僅是脫開滑線或拖纜的連接，而沒有其他任何機(jī)械電氣的改動和控制功能的變動，并留出近一半的接口余量，以備通信控制功能的升級擴(kuò)展之用。

3.2.2 工作原理

輸煤集控室通過主機(jī)控制箱內(nèi)的無線主機(jī)裝置將控制數(shù)據(jù)(給煤機(jī)啟動、停止、運(yùn)行速度等指令)發(fā)射給葉輪給煤機(jī)無線從機(jī)裝置，同時接收葉輪給煤機(jī)無線從機(jī)裝置發(fā)射的監(jiān)控數(shù)據(jù)(給煤機(jī)報警、電流、行走方向等)。葉輪給煤機(jī)從機(jī)裝置通過無線電鏈路接收輸煤集控發(fā)送的控制指令并返回監(jiān)控狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了中央集控室對葉輪給煤機(jī)運(yùn)行方式和運(yùn)行功能的遠(yuǎn)程控制，以及運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行位置的遠(yuǎn)程監(jiān)視，完成葉輪給煤機(jī)全自動上煤過程。

4 改造效果

該發(fā)電公司完成斗輪機(jī)及葉輪給煤機(jī)的控制系統(tǒng)無線改造后，信號傳輸正常，設(shè)備運(yùn)行可靠，未發(fā)生因信號傳輸問題造成設(shè)備故障停止的現(xiàn)象，大幅提高了設(shè)備的可靠性。

(1) 降低了設(shè)備生產(chǎn)維護(hù)成本。斗輪機(jī)及葉輪給煤機(jī)的控制系統(tǒng)無線改造后，解決了有線傳輸系統(tǒng)的使用缺陷，降低了維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度，保證了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，提高了設(shè)備管理水平。

(2) 提高了企業(yè)外部形象，減少了來煤卸車的延遲時間。系統(tǒng)改造后解決了因?yàn)樾盘栞斔凸收蠈?dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行的問題，提升了煤場接收來煤能力。

(3) 提高了機(jī)組安全運(yùn)行的穩(wěn)定性。系統(tǒng)改造后降低了設(shè)備故障率，有效提升了煤場供煤能力，保證了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。