發(fā)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(tǒng)中，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)點多面廣，部分區(qū)域為達到控制目的線路或網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)成本巨大，無線網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)一對多或多對多的布局模式降低了線路搭設(shè)成本，因此
摘要:原料儲運自動化控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)點多面廣，部分區(qū)域為達到控制目的線路或網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)成本巨大，無線網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)一對多或多對多的布局模式降低了線路搭設(shè)成本，因此，無線通訊控制網(wǎng)絡(luò)對于遠距離、復(fù)雜區(qū)域自動化控制有重要的推廣意義。
關(guān)鍵詞:無線通訊;自動化控制;異地控制;堆取料機;網(wǎng)絡(luò)
1引言
堆取料機作為一種新型高效率連續(xù)裝卸機械被廣泛的應(yīng)用在日常生產(chǎn)中，主要用于散貨專業(yè)碼頭，鋼鐵廠、大型火力發(fā)電廠和礦山等散料堆場，堆取料機主要構(gòu)成有走行部分、旋轉(zhuǎn)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(tǒng)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(tǒng)。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(tài)握手信號，機下的主皮帶控制系統(tǒng)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(zhuǎn)，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(guān)打到機旁然后再在機旁操作箱上把操作開關(guān)也打到機旁方可操作，而機下大皮帶控制在電磁站內(nèi)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(jié)、焦化、熱電等料倉的關(guān)鍵設(shè)備。酒鋼現(xiàn)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(zé)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(yè)區(qū)料場的煤炭及礦石進行轉(zhuǎn)運輸送，特點為堆取料機分布廣，料場環(huán)境復(fù)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(tǒng)，機下大皮帶由羅克韋爾公司ControlLogix5000系列產(chǎn)品組成的控制系統(tǒng)在地面電磁站，在正常生產(chǎn)中，為了保證安全和防止現(xiàn)場堆料，機下大皮帶的運轉(zhuǎn)與堆取料機的運行是聯(lián)鎖狀態(tài)，但是，料場地形復(fù)雜，堆取料機分布廣泛，傳統(tǒng)的布線方式既不安全也不經(jīng)濟，因此，利用無線遙感信號建立堆取料機與大皮帶穩(wěn)定，安全可靠的通訊意義重大。
3堆取料機異地?zé)o線控制方式分析與探討
3.1堆取料機異地?zé)o線控制方式介紹
堆取料機是一個活動的設(shè)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(shè)備和機下主皮帶距離范圍在30～100m左右，如果采用傳統(tǒng)的線路敷設(shè)方式不僅敷設(shè)面大，更不利于后期維修，線路經(jīng)過反復(fù)的折返故障率很高。因此，通過優(yōu)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(tǒng)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(fēng)墻和建筑物的干擾，有信號穩(wěn)定，傳輸距離遠，安全性能高等特點。系統(tǒng)安裝方式主要有以下幾個部分:
⑴主要是在堆取料機上安裝一套無線發(fā)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(tǒng)輸出模塊輸出信號或現(xiàn)場開關(guān)或限位信號等開關(guān)量信號接入信號控制器，通過信號通訊模塊和天線發(fā)射與異地的無線接收裝置無線通訊。
⑵在堆取料機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。
⑶堆取料機PLC控制系統(tǒng)可通過串口服務(wù)器實現(xiàn)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(tài)監(jiān)控、設(shè)備操作和記錄查詢。
⑷堆取料機為西門子控制系統(tǒng)，機下大皮帶為羅克韋爾控制系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)通過無線傳輸裝置有機結(jié)合，只識別開關(guān)量信號，有效避免了兩者之間復(fù)雜的有線通訊網(wǎng)絡(luò)和傳輸協(xié)議，此外，為了保證狀態(tài)傳輸安全，在信號的提取上僅僅提取有效狀態(tài)時信號。
3.2堆取料機異地?zé)o線通訊控制的特點
經(jīng)過分析與實踐，堆取料機具有以下優(yōu)點:
⑴通過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(fù)雜環(huán)境無法布線或少量信號布線成本高的問題。
⑵通過串口服務(wù)器建立堆取料機西門子控制系統(tǒng)與機載電腦的通訊，實現(xiàn)堆取料機操作人員對堆取料機狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備操作和故障記錄查詢。
⑶通過無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)堆取料機西門子控制系統(tǒng)與機下大皮帶羅克韋爾控制系統(tǒng)的有機融合，避免兩者之間信號通訊復(fù)雜的有線通訊網(wǎng)絡(luò)和傳輸協(xié)議。
⑷通過程序中設(shè)置雙重疊加信號，當(dāng)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(fā)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(fā)射接收裝置或接收裝置安裝在同一個電磁站，實現(xiàn)不同頻段同一信號的傳輸，實現(xiàn)雙重信號串聯(lián)，避免因單個通訊裝置故障或干擾而導(dǎo)致的錯誤信號引起的設(shè)備故障。
⑸利用無線傳輸信號，發(fā)射信號狀態(tài)為堆取料機正常運行狀態(tài)，發(fā)射信號接收失敗為堆取料機急停狀態(tài)，防止因無線傳輸設(shè)備故障狀態(tài)而導(dǎo)致的設(shè)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:
⑴首先分別在堆取料機PLC電氣室安裝信號無線發(fā)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。
⑵在堆取料機上PLC電氣室，將堆取料機與大皮帶所通信的AC220V數(shù)字量輸出兩路信號通過9-AC220V數(shù)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。
⑶在大皮帶PLC電磁站，將堆取料機與大皮帶所通信的數(shù)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(tǒng)數(shù)字量輸入模塊，如圖2所示。
⑷當(dāng)堆取料機上PLC柜內(nèi)數(shù)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(fā)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(tǒng)的數(shù)字量輸入模塊，實現(xiàn)信號的雙重傳遞。
相關(guān)期刊推薦：《甘肅冶金》GansuMetallurgy(雙月刊)1979年創(chuàng)刊，宣傳和刊登甘肅及其他省市冶金、有色金屬等行業(yè)的研究成果、技術(shù)創(chuàng)新、先進技術(shù)、管理經(jīng)驗。反映我國冶金、有色金屬工藝、生產(chǎn)與研究的動態(tài)，推動我國冶金、有色金屬工業(yè)的發(fā)展。突出實用性、創(chuàng)新性、廣泛性。設(shè)有：地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉、軋鋼、焦化、機電、化工等欄目。
5結(jié)語
當(dāng)前，隨著無線通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通訊控制、遠程運維已成為自動化控制領(lǐng)域控制和維護的發(fā)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(qū)域，此方法有效解決了異地設(shè)備自動化控制單個或少量數(shù)字量信號傳輸敷設(shè)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(tǒng)局部干擾導(dǎo)致的設(shè)備故障，對于優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)有實際的經(jīng)濟效益和推廣意義。——論文作者：陳治州，陸萍
