酒鋼儲運部堆取料機異地無線通訊控制方式探討

發布時間：2021-09-11所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要:原料儲運自動化控制系統中，控制系統網絡點多面廣，部分區域為達到控制目的線路或網絡敷設成本巨大，無線網絡通訊解決了這一問題，通過堆取料機遠程遙感信號傳輸和控制，建立安全的雙重握手信號，實現一對多或多對多的布局模式降低了線路搭設成本，因此

　　摘要:原料儲運自動化控制系統中，控制系統網絡點多面廣，部分區域為達到控制目的線路或網絡敷設成本巨大，無線網絡通訊解決了這一問題，通過堆取料機遠程遙感信號傳輸和控制，建立安全的雙重握手信號，實現一對多或多對多的布局模式降低了線路搭設成本，因此，無線通訊控制網絡對于遠距離、復雜區域自動化控制有重要的推廣意義。

　　關鍵詞:無線通訊;自動化控制;異地控制;堆取料機;網絡

　　1引言

　　堆取料機作為一種新型高效率連續裝卸機械被廣泛的應用在日常生產中，主要用于散貨專業碼頭，鋼鐵廠、大型火力發電廠和礦山等散料堆場，堆取料機主要構成有走行部分、旋轉部分、俯仰部分、以及皮帶部分，與之配合的還有貫穿于堆取料機下的主皮帶，通過堆取料機控制系統控制，將原料提取至機下主皮帶后輸送至中間料倉或其他皮帶運輸系統。正常情況下，在機上的皮帶和主皮帶的連鎖信號具備的情況下才能解除機上的連鎖按鈕。兩個皮帶之間僅僅有一個皮帶運行狀態握手信號，機下的主皮帶控制系統在機下電磁站里，距離堆取料機較遠，在控制切換或操作切換時，堆取料機上在走行和旋轉，皮帶都有機旁操作和維修箱，在使用機旁操作前要把機上操作臺的操作方式開關打到機旁然后再在機旁操作箱上把操作開關也打到機旁方可操作，而機下大皮帶控制在電磁站內通過PLC控制。

　　2背景介紹

　　酒鋼儲運部堆取料機在酒鋼原料堆取與輸送中起著非常重要的作用，是原料能夠順利輸送至高爐以及燒結、焦化、熱電等料倉的關鍵設備。酒鋼現有堆取料機分布在儲運料場的各個堆場。每個堆取料機負責一條輸送線路，酒鋼儲運部堆取料機共用堆取料機加機下大皮帶模式對儲運部嘉東，嘉北及宏電原料作業區料場的煤炭及礦石進行轉運輸送，特點為堆取料機分布廣，料場環境復雜。在自動化控制中，堆取料機為機上電氣室獨立的西門子或昆騰控制系統，機下大皮帶由羅克韋爾公司ControlLogix5000系列產品組成的控制系統在地面電磁站，在正常生產中，為了保證安全和防止現場堆料，機下大皮帶的運轉與堆取料機的運行是聯鎖狀態，但是，料場地形復雜，堆取料機分布廣泛，傳統的布線方式既不安全也不經濟，因此，利用無線遙感信號建立堆取料機與大皮帶穩定，安全可靠的通訊意義重大。

　　3堆取料機異地無線控制方式分析與探討

　　3.1堆取料機異地無線控制方式介紹

　　堆取料機是一個活動的設備，縱向運動范圍長達100多米，料斗橫向運動范圍有30多米，堆取料機機上設備和機下主皮帶距離范圍在30～100m左右，如果采用傳統的線路敷設方式不僅敷設面大，更不利于后期維修，線路經過反復的折返故障率很高。因此，通過優化堆取料機與大皮帶的控制方式，利用無線通訊傳輸，建立從堆取料機機下主皮帶操作站到堆取料機操作站之間的自動化控制系統無線信號傳輸，還可以建立多個堆取料機對單個大皮帶集中控制電氣室無線型號傳輸，該信號不受料場防風墻和建筑物的干擾，有信號穩定，傳輸距離遠，安全性能高等特點。系統安裝方式主要有以下幾個部分:

　�、胖饕�是在堆取料機上安裝一套無線發射裝置，該裝置由AC220V和DC12V供電裝置、天線、信號通訊模塊，信號控制器，繼電器和斷路器組成(圖1)[1]，將堆取料機PLC控制系統輸出模塊輸出信號或現場開關或限位信號等開關量信號接入信號控制器，通過信號通訊模塊和天線發射與異地的無線接收裝置無線通訊。

　�、圃诙讶×蠙C機下大皮帶電磁站安裝一套由AC220V和DC12V供電裝置、天線、信號通訊模塊，信號處理器，繼電器和斷路器組成的無線接收裝置，見圖2。

　�、嵌讶×蠙CPLC控制系統可通過串口服務器實現與機載電腦的通訊，可方便堆取料機操作人員在機上進行狀態監控、設備操作和記錄查詢。

　�、榷讶×蠙C為西門子控制系統，機下大皮帶為羅克韋爾控制系統，兩個系統通過無線傳輸裝置有機結合，只識別開關量信號，有效避免了兩者之間復雜的有線通訊網絡和傳輸協議，此外，為了保證狀態傳輸安全，在信號的提取上僅僅提取有效狀態時信號。

　　3.2堆取料機異地無線通訊控制的特點

　　經過分析與實踐，堆取料機具有以下優點:

　�、磐ㄟ^無線通訊傳輸裝置建立堆取料機和機下大皮帶信號傳輸問題，避免復雜環境無法布線或少量信號布線成本高的問題。

　�、仆ㄟ^串口服務器建立堆取料機西門子控制系統與機載電腦的通訊，實現堆取料機操作人員對堆取料機狀態監控，設備操作和故障記錄查詢。

　�、峭ㄟ^無線通訊技術，實現堆取料機西門子控制系統與機下大皮帶羅克韋爾控制系統的有機融合，避免兩者之間信號通訊復雜的有線通訊網絡和傳輸協議。

　　⑷通過程序中設置雙重疊加信號，當兩個輸入信號同時到時，判斷為信號有效，由于堆取料機機上和機下主皮帶只是信號傳遞，無線發射裝置和無線接收裝置可任意交互安裝，因此，可將多個無線信號發射接收裝置或接收裝置安裝在同一個電磁站，實現不同頻段同一信號的傳輸，實現雙重信號串聯，避免因單個通訊裝置故障或干擾而導致的錯誤信號引起的設備故障。

　�、衫�用無線傳輸信號，發射信號狀態為堆取料機正常運行狀態，發射信號接收失敗為堆取料機急停狀態，防止因無線傳輸設備故障狀態而導致的設備安全事故。

　　4方法實施

　　異地控制雙重保護的無線通訊裝置與方法如下:

　�、攀紫确謩e在堆取料機PLC電氣室安裝信號無線發射裝置如圖1，在大皮帶PLC電磁站安裝信號無線接收裝置如圖2。

　�、圃诙讶×蠙C上PLC電氣室，將堆取料機與大皮帶所通信的AC220V數字量輸出兩路信號通過9-AC220V數字量信號輸入端子排接入5-控制器，進入3-無線通信模塊后通過無線信號與圖2示大皮帶PLC電磁站3-無線通信模塊通信，如圖1所示。

　�、窃诖笃�帶PLC電磁站，將堆取料機與大皮帶所通信的數字量信號通過7-無線通訊模塊天線接入3-無線通信模塊后接入5-控制器，通過5-控制器輸出端接入9-輸出繼電器的線圈，和10-輸出繼電器線圈，再將11-輸出繼電器的開點將兩路信號接到大皮帶電磁站PLC控制系統數字量輸入模塊，如圖2所示。

　　⑷當堆取料機上PLC柜內數字量輸出模塊輸出AC220V信號時，圖1所示5-控制器接收到該信號，再通過3-無線通信模塊發射無線信號，如圖2所示，在大皮帶PLC電磁站3-無線通信模塊接收無線信號后傳入5-控制器，在5-控制器輸出端與9-輸出繼電器的線圈和10-輸出繼電器線圈連接后線圈閉合，最終將信號通過11-輸出繼電器開點端子排送給大皮帶PLC控制系統的數字量輸入模塊，實現信號的雙重傳遞。

　　相關期刊推薦：《甘肅冶金》GansuMetallurgy(雙月刊)1979年創刊，宣傳和刊登甘肅及其他省市冶金、有色金屬等行業的研究成果、技術創新、先進技術、管理經驗。反映我國冶金、有色金屬工藝、生產與研究的動態，推動我國冶金、有色金屬工業的發展。突出實用性、創新性、廣泛性。設有：地質、采礦、選礦、冶煉、軋鋼、焦化、機電、化工等欄目。

　　5結語

　　當前，隨著無線通訊技術的不斷發展，無線通訊控制、遠程運維已成為自動化控制領域控制和維護的發展趨勢，該方法的實施適合地域偏遠，無線信號干擾相對較小區域，此方法有效解決了異地設備自動化控制單個或少量數字量信號傳輸敷設線路成本高、后期故障率高的問題，雙重信號的接入避免了單個無線系統局部干擾導致的設備故障，對于優化控制結構有實際的經濟效益和推廣意義。——論文作者：陳治州，陸萍