取料机控制缆信号传输无线改造
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Transformation of Reclaimer Control Cable Signal Wireless Transmission
Song Guijiang
（Hebei Cangzhou Shenhua Huanghua Port Company Shipping Department，Cangzhou 061113，China）
摘要：黄骅港取料机控制信号的传输方式通过电缆卷筒拖动控制电缆的方式，由于取料机作业量大，行走频繁致使控制电缆出现损坏，故障率高，维修费用和备件费用投入较多的实际问题。将控制信号通过无线模块进行传输，运行可靠，免维护，节省维修和备件费用，有效地保证了设备运行安全可靠，提高了生产效率。
Abstract: In Huanghua port, reclaimer transmits control signal through dragging control cable by cable drum, which has the disadvantages such as reclaimer’s operating capacity is large, walking frequently resulting in control cables damage, failure rate is high, maintenance and spare parts cost is high. Control signals transmission through wireless module has the advantages such as the operation is reliable, maintenance and spare parts cost is low, it effectively ensures the safe and reliable operation of equipment and increase production efficiency.
关键词：取料机 控制电缆 无线传输
Key words: reclaimer；control cable；wireless transmission
中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0173-02
0引言
取料机适用于大中型火力发电厂、港口、矿石、焦化等储料场，主要实现连续高效作业来取装散杂颗粒货物，尤其在港口煤炭装卸企业有着极其重要的地位。黄骅港作为我国西煤东运的第二大出海口，年吞吐量达到8000多万吨，并每年以千万吨的速度递增。取料机和装船机共同完成了全部煤炭的装船任务，取料设备的完好率决定了生产效率的提升。我港务公司一期工程配置6台取料机，每台堆料能力6000t/h，供电方式和控制信号传输方式均采用卷筒式。
我公司一期工程取料机与中控室的信号通信，由安装在堆料场中间的接线箱和机上的控制缆来完成。电缆卷筒属于一种恒功率负载。因为一般来说，在收放电缆时，要保持电缆上的张力和电缆收放的线速度不变，根据公式P=FV就可以知道功率也应保持不变。因此，根据公式P=TΩ，当电缆卷筒上卷绕匝数较少时，半径小，电机转速较高，输出转矩较小；当电缆卷筒上卷绕匝数较多时，半径大，电机转速较低，输出转矩较大。力矩电动机式电缆卷筒主要是以力矩电动机来取代配重。收缆时，力矩电机运行于电动状态，驱动电缆卷筒强迫收缆；放缆时，力矩电机运行于倒拉反接制动状态，依靠大车行走时将电缆从卷筒上“硬”拉出来。
现有的控制缆卷筒使用过程中，有其缺陷。首先电缆卷筒转动与大机行走经常出现不同步，拉力作用很容易造成电缆被拉断；其次煤块的压砸，造成电缆表皮和内部线芯出现损伤不易修复；再有卷筒在电缆换向处由于承载改向轮磨损导致控制缆跑偏，严重时偏出托架槽出现脱缆的情况。控制缆一旦出现故障，轻则影响作业，重则停止生产。如果电缆被拉断，大机与地面皮带机的连锁就失效，致使大机故障停止时，皮带机并没有立即停止运转，造成堵煤等事故的发生。鉴于此种情况，迫切需要用低投入的无线传输方式进行技术改造。
2可行性分析和无线模块介绍
控制缆共传输8个开关量信号，包括取料机向中控传送的尾车皮带重跑信号，尾车皮带轻跑信号，拉绳信号，悬皮启动信号，尾车堵料信号，故障信号，以及中控向取料机传送的地面皮带连锁信号，运行悬皮启动信号。每个无线模块既要包括发射输入端，又要包括接收输出端。以尾车重跑信号为例，正常状态为常闭点，两个开关的常闭点串联，有一个触点断开即为出现皮带重度跑偏故障，类似急停信号要求运转的设备立即停机。正常时输入到发射模块的端口1的信号为“1”，这个状占全年时间的99.9%，只有有限次的状态为“0”,要求接收模块和发射模块的状态随时保持一致，不能出现误信号影响生产的正常进行。将两个重跑开关串联一端接电源，另一端接到无线发射模块的端口COM2的1脚上，到中央控制室的对应信号接到输出端口COM4的OUPT1上，模块的拨码设置一致后就实现了信号的无线传输。我们有以下理由认为此无线传输方案具有可行性：①通过信道的设置可以进行超过8个信号传输的干扰问题。②发射和接收的响应时间为毫秒级，不会因延时出现失误。③传输距离是实际距离的2倍以上，冗余量有足够保证。④经过春夏秋冬和太阳异常天气的使用测试，无一次误信号。⑤费用极低，改造工期短，没有了原系统的开关保护系统，故障率极低。
无线模块技术参数介绍：
2.1 功能描述八路开关量实时传送，本地的八路开关状态能实时的在异地输出，即本地开关闭合，那么异地开关也闭合，本地开关断开，异地开关也断开。（图1）
2.2 性能指标①8路光耦隔离输入，可靠性及稳定性高。②8路继电器无源触点输出，触点电流30V 1A。③8路5V有源输出。④标配2-3km无线传输模块。无线模块工作频段433MHz，发射功率500MW，接收灵敏度-120dBm。⑤拔码开关定义：通过对拨码开关的设置，可以避免同一遥控范围有两套以上遥控系统同时工作时发生冲突，不同系统的模块应选用不同信道（工作频率）。
3实施方案
根据取料机控制信号的特点，改造方案选用开关量无线传输模块来实现。取料机的模块安装地点选在电气室PLC电气控制柜内，通过普通信号电缆连接到柜内的信号继电器上，一个信号对应模块上的一个COM口。模块的吸盘天线安装在电气室的屋顶上，通过专用的馈线连接。中场换向处的模块安装在中间接线箱内，通过普通电缆连接到箱内的接线端子排上，将相应的COM口和对应的信号线连接上。吸盘天线放在中间接线箱上面靠吸力固定。（如图2所示）
4结束语
控制电缆进行无线改造后，可以完全脱离有线电缆的束缚，独立完成控制信号的传输，在有线电缆短时间不脱离的场合也可以作为有线传输的紧急备用。此项改造完全满足现有的技术要求，并且大大提高了取料机运行的安全可靠、工作的准确性，保证了工作效率，减轻了维修、保养人员的劳动强度和工作量，降低了运行和维护成本。