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1、內(nèi)蒙古蘭泰熱動力分廠葉輪給煤機控制系統(tǒng)改造方案沈陽北方華電控制設(shè)備有限公司2009年9月一、概述葉輪給煤機在內(nèi)蒙古蘭泰熱動力分廠的輸煤系統(tǒng)中屬于第一道工序，內(nèi)蒙古蘭泰熱動力分廠的大部分燃煤都是通過葉輪給煤機輸送給輸煤系統(tǒng)，由于該設(shè)備的電氣控制部分本身存在的固有缺陷，自投入運行以來，遠方操作及自動控制功能無法實現(xiàn)，只能運行人員在現(xiàn)場進行就地手動操作且故障頻繁，已嚴重影響了電廠輸煤系統(tǒng)的安全運行。同時由于我廠來煤比較干燥，葉輪給煤機工作時粉塵肆溢，被嚴重污染的煤溝環(huán)境，時刻危害著工人的身體健康。所以，為了改善運行人員的工作環(huán)境，同時使設(shè)備能夠穩(wěn)定、可靠、安全運行，改變?nèi)~輪給煤機落后的電氣控制系統(tǒng)及2、操作方式，實現(xiàn)葉輪給煤機遠方智能化控制，已勢在必行。沈陽北方華電控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的葉輪給煤機載波智能控制系統(tǒng)，徹底改變了葉輪給煤機傳統(tǒng)的操作、控制模式，利用電力載波通訊及計算機控制、組態(tài)和射頻識別技術(shù)，實現(xiàn)了葉輪給煤機遠方程序控制，自動運行，解決了設(shè)備故障率高及高粉塵環(huán)境對工人身體危害的難題。目前該套設(shè)備已有近400臺在全國各電廠運行。二、葉輪給煤機電氣系統(tǒng)目前存在的問題1 葉輪給煤機的工作狀態(tài)信號和主控系統(tǒng)的命令信號通過導(dǎo)線并排排列的扁電纜來傳輸，由于電磁偶合作用，信號不能有效送達。2 沒有葉輪給煤機工作時的行走位置傳感裝置。葉輪給煤機屬于大范圍移動工作的設(shè)備，行走位置傳感裝置是其遠方操3、作的必要條件，若無該裝置或傳感的位置信號不準確，將發(fā)生同一軌道上的二臺葉輪給煤機相撞等設(shè)備事故。3 由于卸煤溝環(huán)境比較惡劣，粉塵大，拖動控制電纜移動的電纜滑車極易損壞，當二個以上電纜滑車同時損壞時能把電纜鎖死造成電纜被拽斷，從而存在人員觸電等不安全隱患。4 僅具有手動操作功能，無法進行遠方控制，使現(xiàn)場運行人員不能脫離高粉塵的惡劣工作環(huán)境。5 作為取煤源頭的葉輪給煤機，不能接入輸煤程控系統(tǒng)，無法納入輸煤系統(tǒng)工作流程的管理，并與其進行有效的聯(lián)鎖和通訊，工作中存在設(shè)備不安全隱患，也使得輸煤系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理不夠完善。三、解決問題的措施1取消控制拖纜纜。加裝安全滑觸線，利用葉輪給煤機的動力滑觸線，采用電4、力載波的通訊方式，實現(xiàn)遠方信號傳輸。2增加反射式車位定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用最新的射頻識別技術(shù)，采用激勵反射的工作原理，不論葉輪給煤機溜車或打滑，均可精確測量其行走位置。3在葉輪給煤機本體加裝載波控制箱，在煤溝端部加裝載波遠程站，實現(xiàn)葉輪給煤機遠方自動控制。4在輸煤主控室增加一臺智能數(shù)傳機，通過交換機與輸煤程控系統(tǒng)的工控機進行以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)多機熱備，增加系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。四、系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由主控部分、載波遠程站、就地控制站、射頻激勵反射式車位定位系統(tǒng)及相關(guān)附件組成。主控部分設(shè)在主控室，載波遠程站安裝在卸煤溝端部，就地控制站及反射式車位定位系統(tǒng)安裝在葉輪給煤機本體上。主控部分通過載波遠程站5、，利用葉輪給煤機的動力電源線，采用電力載波的通訊方式，與就地控制站組成主從式通訊控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)在主控室內(nèi)，通過操作計算機控制與監(jiān)視現(xiàn)場的葉輪給煤機運行（見系統(tǒng)圖）。1. 主控部分由智能數(shù)傳機組成。安裝在主控室操作臺下或主控室PLC柜中，智能數(shù)傳機是由嵌入式智能控制器及相關(guān)附件組成的智能通訊控制系統(tǒng)，負責(zé)整個系統(tǒng)的通訊管理、與就地控制站通訊數(shù)據(jù)的CRC校驗及提供皮帶聯(lián)鎖和故障報警等各種輸入、輸出接口。智能數(shù)傳機通過其以太網(wǎng)口與輸煤程控交換機連接，完成相互間的數(shù)據(jù)交換；利用其通訊接口與載波遠程站相連，通過葉輪給煤機的動力電源線，采用電力載波的通訊方式，實現(xiàn)與就地控制站的遠方數(shù)據(jù)交換。在本系統(tǒng)中使用6、使用輸煤程控系統(tǒng)的工控機，葉輪給煤機載波控制系統(tǒng)組態(tài)畫面安裝于輸煤程控系統(tǒng)工控機內(nèi)，它是在WIMDOWS系統(tǒng)下，加載C+Builder形成的軟件操作平臺。根據(jù)現(xiàn)場發(fā)回的數(shù)據(jù)信息，模擬現(xiàn)場葉輪給煤機的運行狀態(tài)，控制、操作葉輪給煤機的運行，負責(zé)整個系統(tǒng)的運行管理。為系統(tǒng)提供了一種人-機接口，如下圖：2. 載波遠程站安裝在卸煤溝端部。它由嵌入式智能控制器、通訊轉(zhuǎn)發(fā)器、信號轉(zhuǎn)換器及相關(guān)附件組成。這部分的功能是完成主機部分與載波遠程站所在卸煤溝內(nèi)的就地控制站之間的信號傳輸方式轉(zhuǎn)換控制、電力載波通訊管理、相關(guān)的數(shù)據(jù)處理及通訊數(shù)據(jù)的校驗等功能。它與主機間采用RS-485的通訊方式，與卸煤溝內(nèi)的隨葉輪給煤機移7、動的就地控制站間采用電力載波的通訊方式。3. 就地控制站就地控制站是安裝在葉輪給煤機本體上，對葉輪給煤機的工作實施過程控制的主體。它由智能控制器、電力載波編碼解碼器、變頻器及控制驅(qū)動電路組成。負責(zé)葉輪給煤機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)的采集、動作的邏輯控制、單機的電力載波通訊管理、與系統(tǒng)主機通訊數(shù)據(jù)的CRC校驗、為葉輪主電機和行走電機提供完備的保護及硬件連鎖等工作。作為系統(tǒng)的從機，它的作用是通過接受系統(tǒng)主機的命令，按預(yù)置的控制方案，驅(qū)動葉輪主電機（變頻調(diào)速控制）和行走電機工作，同時將現(xiàn)場葉輪給煤機的運行狀態(tài)反饋給主機。就地控制站除自動運行方式外，還配有手動操作系統(tǒng)，通過操作就地控制站箱門上的按鈕，可單步控制葉8、輪給煤機工作，供檢修及特殊工況時使用。4反射式車位定位系統(tǒng)葉輪給煤機屬于大范圍移動工作的設(shè)備，在對其進行遠方控制時，位置傳感系統(tǒng)尤顯重要，主機要根據(jù)其提供的位置信息，控制葉輪給煤機的工作位置及行走方式，所以，位置傳感系統(tǒng)必須能準確、穩(wěn)定的反映葉輪給煤機的行走位置信息，否則將造成二車相撞等設(shè)備故障。由于葉輪給煤機工作的煤溝環(huán)境比較惡劣，位置傳感系統(tǒng)應(yīng)具備如下特點：a. 能適應(yīng)現(xiàn)場高粉塵、高濕度的工作環(huán)境。b. 整個裝置無相對移動和接觸部件。c.行車位置不應(yīng)以行車方向為判斷依據(jù)，每一個位置感應(yīng)點均應(yīng)反映一個獨立的位置點。d.掉電時數(shù)據(jù)自動保存功能。反射式車位定位系統(tǒng)由數(shù)字協(xié)處理器、位置感應(yīng)器和位置9、發(fā)生器組成。數(shù)字協(xié)處理器和位置感應(yīng)器安裝在葉輪給煤機本體上隨其一起移動，位置發(fā)生器每隔3米一個安裝在葉輪給煤機運行軌道沿途。本系統(tǒng)采用射頻識別技術(shù)，利用激勵反射的工作原理，當位置感應(yīng)器在位置發(fā)生器上方經(jīng)過時，即可接收到特定的位置編碼，經(jīng)數(shù)字協(xié)處理器進行數(shù)據(jù)處理后，送給主機做位置判斷用。系統(tǒng)的特點：a. 位置發(fā)生器與外界無導(dǎo)線連接，靠射頻激勵即可發(fā)出特定的位置編碼信息； b. 每個感應(yīng)點均有自己的特定編碼，都可作為位置校驗點。不論是溜車和打滑，都能反映出葉輪給煤機運行的實際位置。五、系統(tǒng)參數(shù) 1.工控機使用輸煤程控工控機2智能數(shù)傳機 與交換機接口：以太網(wǎng)口10Base-T； 與載波遠程站通訊方式10、：RS-485/光纖通訊； 皮帶聯(lián)鎖開關(guān)量輸入：4路無源接點（可擴展）； 故障報警開關(guān)量輸出：6路無源接點（可擴展）； 其它可編程開關(guān)量： 10路（可擴展）； 工作電源：AC 220V； 體積：426186438 (mm)3.載波遠程站載波信號調(diào)制解調(diào)方式：擴頻調(diào)制（Chirp）；載波信道：多路（與葉輪給煤機電源回路相匹配）；與智能數(shù)傳機通訊方式：RS-485/光纖通訊；電力載波通訊速率：5.75Kbps；工作電源：AC 380V；體積：720420210 (mm)；安裝方式：壁掛式；4就地控制站ZZK-II型就地控制箱a 輸入電源：三相 AC 380V；10KAV；b 電力載波通訊信道：1路11、；c 行走電機電源輸出：2路（3KAV）；d 模擬量輸出：2路（0-20mA/0-10v各1路）；e 模擬量輸入：1路（0-20mA）；f 開關(guān)量輸入：8路（可擴展）；g 開關(guān)量輸出：2路（可擴展）；h 行走位置信號輸入：1路；i 外形尺寸：1100680360；j 配用葉輪給煤機型號：各種機型；k 工作方式：就地手動與載波程控；l 環(huán)境溫度：-10-40；m 防護等級：IP54。變頻器箱a、 輸入電源：三相 AC380V；30KVA；b、 模擬量輸入：2路（0-20mA/0-10v各1路）；c、 模擬量輸出：1路（0-20mA）；d、 開關(guān)量輸入：2路；e、 開關(guān)量輸出：2路；f、 葉輪主電12、機調(diào)頻電源輸出：1路（35KAV）；g、 適配變頻器型號：ABB系列及其他品牌變頻器；h、 環(huán)境溫度：-10-40；i、 防護等級：IP54；j、 外形尺寸：1100460360。5反射式車位定位系統(tǒng)車位傳感方式：射頻激勵反射；激勵/反射頻率：830-900MHz；激勵/反射響應(yīng)時間：20mS；激勵/反射響應(yīng)距離：80mm；位置信號感應(yīng)誤差：5mm；位置信號發(fā)生方式：8位串行編碼；六、系統(tǒng)功能1在主機顯示器上按選定運行方式(定點/前行/后行)控制葉輪給煤機的啟動、停止。2在主機顯示器上設(shè)置葉輪給煤機運行區(qū)間。3在主機顯示器上調(diào)整葉輪主電機轉(zhuǎn)速。 4在主機顯示器上顯示葉輪給煤機的運行狀態(tài)：a. 13、葉輪旋轉(zhuǎn)；b. 葉輪主電機當前轉(zhuǎn)速；c. 給煤機行走方向；d. 給煤機當前的行走位置；e. 皮帶運行狀態(tài)；f. 給煤機控制方式。5在主機顯示器上記憶葉輪給煤機前一次工作時的行走方向和位置。6在主機顯示器上顯示葉輪給煤機的故障信息：a 葉輪主電機旋轉(zhuǎn)故障；b 給煤機行走電機故障；c 行走位置傳感系統(tǒng)故障d 通訊故障；e 極限相撞。7故障數(shù)據(jù)庫：按故障發(fā)生的時間順序記錄故障性質(zhì)。8多機運行：二臺以上葉輪給煤機可同時運行，系統(tǒng)根據(jù)各自的行走位置，自動調(diào)整葉輪給煤機的行走過程，即：同一軌道上行走的二臺葉輪給煤機相近返回和在軌道端部自動返回功能；9皮帶聯(lián)鎖：當皮帶不運行時，葉輪給煤機不能啟動；當葉輪給煤14、機正在運行時，皮帶停止，葉輪給煤機立即停機。5、改造范圍 1、拆除原控制拖纜和動力拖纜，加裝安全滑觸線。如圖所示：（圖形只做說明使用，實物與示意圖有差別）2、拆除原就地控制箱，更換新的就地控制箱。說明：關(guān)于就地控制部分，更換新的就地控制箱。就地控制箱由主控箱和變頻箱組成，主控箱含載波通訊部分、就地手動控制系統(tǒng)、位置傳感系統(tǒng)。變頻箱含主控開關(guān)和變頻器，變頻器使用原系統(tǒng)的舊變頻器。1、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接簡單，可靠。2、 檢修方便，故障點易排除。3、 整體美觀、大方。3、在軌道沿途安裝車位定位系統(tǒng)。4、在煤溝端部安裝載波遠程站。5、在輸煤主控室安裝智能數(shù)傳機。6、連接智能數(shù)傳機與載波遠程站之間的通訊電纜15、（如有）。7、在輸煤程控工控機上安裝、調(diào)試葉輪給煤機組態(tài)畫面。 （示意圖，安裝調(diào)試時重新編制）五、供貨范圍及報價5.1主設(shè)備供貨清單序號名稱規(guī)格型號數(shù)量單位單價（萬元）合計（萬元）生產(chǎn)廠家備注1主控部分以太網(wǎng)交換機TL-SF1008臺10.030.03D-LINK用戶程序Builder6.0套11.661.66沈陽北方華電安裝在工控機內(nèi)（包括組態(tài)平臺及應(yīng)用軟件）智能數(shù)傳機SQIDT-II臺12.252.25沈陽北方華電其中數(shù)據(jù)運算、處理和邏輯控制部分采用美國Z-WORLD公司生產(chǎn)的RCM-3000型嵌入式處理機。2通訊轉(zhuǎn)換控制載波遠程站SQCWLS-2臺12.352.35沈陽北方華電安裝在煤溝16、端部。其中數(shù)據(jù)運算、處理和邏輯控制部分采用美國Z-WORLD公司生產(chǎn)的RCM-3000型嵌入式處理機。3就地控制站就地控制箱ZZK-II套24.258.5沈陽北方華電包括：智能控制器、載波編碼解碼器等載波控制裝置和就地手動控制裝置。變頻器箱BPQX-I套20.61.2沈陽北方華電包括：總電源開關(guān)。變頻器使用原系統(tǒng)舊變頻器。4反射式車位定位系統(tǒng)數(shù)字協(xié)處理器SQDAP-I臺20.981.96沈陽北方華電位置感應(yīng)器SQIND-I臺20.521.04沈陽北方華電位置發(fā)生器SQPSW個500.0381.9沈陽北方華電葉輪給煤機軌道長度75米，共2條軌道，每隔3米安裝一個位置發(fā)生器。20.895.2、安全滑觸線名稱規(guī)格型號數(shù)量單位單價（元）合計（元）生產(chǎn)廠家備注安全滑觸線安全滑觸線HXPnR-H-300A560米8044800揚州潤楊葉輪給煤機軌道長度70米，三相四線制。集電器HJD300A16臺1502400揚州潤楊采用雙頭四連桿式集電器。每臺葉輪給煤機安裝8臺。其它附件1套00揚州潤楊包括安裝支架、滑線連接器等。47200