論述石灰石堆取料機(jī)無(wú)線控制及改造

    石灰石堆取料機(jī)是我廠用于原料石灰石轉(zhuǎn)運(yùn)及均化的大型移動(dòng)設(shè)備，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到場(chǎng)內(nèi)物流是否通暢。過(guò)去，我廠堆取料機(jī)上的供電及通訊主要是通過(guò)安裝在中心柱的滑環(huán)系統(tǒng)裝置，進(jìn)行輸導(dǎo)動(dòng)力電源及控制信號(hào)。中控室與堆取料機(jī)控制室之間的控制及聯(lián)鎖信號(hào)都是通過(guò)一根多芯的柔性電纜進(jìn)行通訊，每芯電纜只能傳送一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，不能實(shí)現(xiàn)大量開(kāi)關(guān)量以及模擬量的傳輸，同時(shí)由于滑環(huán)集電器自身結(jié)構(gòu)及其處在設(shè)備中柱處等原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸不穩(wěn)定甚至中斷等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到堆取料機(jī)的安全性與可靠性，傳統(tǒng)的通訊方式在實(shí)際運(yùn)行中普遍存在以下問(wèn)題：

1.故障頻繁

   由于大車軌道安裝精度不高，運(yùn)行軌道不能精確的在同一軸線上及堆取料機(jī)的移動(dòng)產(chǎn)生震動(dòng)，以及滑環(huán)集電器安裝誤差等原因，使得聯(lián)鎖和通訊集電器中的觸點(diǎn)變形破損，滑環(huán)集電器的觸點(diǎn)隨電纜卷盤(pán)的旋轉(zhuǎn)而錯(cuò)位，觸點(diǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良。同時(shí)，由于堆場(chǎng)內(nèi)物料粉塵濃度大、硬度大造成磨損嚴(yán)重，加上安裝等原因造成滑環(huán)集電器粉塵堆積，從而造成斷路或者短路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑環(huán)集電器故障率占堆取料機(jī)總故障的40%。

2.維修時(shí)間長(zhǎng)、工作量大

正常損壞時(shí)，少則需要4-5小時(shí)，多則10小時(shí)以上，且每次都需要兩人以上工作，工作量大。

3.設(shè)備安全隱患大

   當(dāng)堆取料機(jī)滑環(huán)集電器或者通信線纜發(fā)生故障，導(dǎo)致聯(lián)鎖失控，通訊中斷，不能及時(shí)停止放料和停下皮帶機(jī)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成堆取料機(jī)沖出軌道，使其鋼結(jié)構(gòu)整體變形，能引起上百萬(wàn)元的損失，也給設(shè)備與操作人員帶來(lái)不安全因素；當(dāng)取料機(jī)滑觸線故障，由于下一段工藝流程中的輸送皮帶機(jī)故障或緊急異常時(shí)，不能及時(shí)停止取料，就會(huì)導(dǎo)致堵料，撒料，壓料，甚至拉斷皮帶等情況，給正常生產(chǎn)造成困難，同時(shí)給設(shè)備及人身帶來(lái)很大安全隱患。

    2012年，我廠進(jìn)行了堆取料機(jī)的工業(yè)無(wú)線控制技術(shù)改造，使用的是南京光岳科技有限公司的TRC1818工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：

● 工業(yè)化的設(shè)計(jì)：工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)的每個(gè)核心及重要部件均采用工業(yè)級(jí)的進(jìn)口原件，可滿足在各種不同惡劣條件下使用。

● 控制距離更遠(yuǎn)：控制距離標(biāo)配為2.5公里。

● 抗干擾能力強(qiáng)：TRC系列產(chǎn)品增強(qiáng)了抗干擾設(shè)計(jì)，即使在功率是他百倍的發(fā)射塔下也可以正常使用在信號(hào)傳輸中，每一個(gè)信號(hào)都采取了特殊的加密處理;關(guān)鍵的部件都采用了高成本的金屬外殼，使外來(lái)的干擾降到最低。

● 高可靠性：1、工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)的軟件具備CRC檢查碼及錯(cuò)誤回復(fù)的能力，能保證百分之百的無(wú)誤傳輸及解碼。2、先進(jìn)的中央處理器對(duì)錯(cuò)誤的信號(hào)進(jìn)行檢查，達(dá)到百分之百無(wú)錯(cuò)誤解碼，及控制所有的繼電器輸出。

● 二十二進(jìn)二十二出的雙向控制：可以應(yīng)用在最新型的堆取料機(jī)控制，一個(gè)堆料機(jī)或取料機(jī)只需要一套無(wú)線控制系統(tǒng)即可以解決控制電纜通訊問(wèn)題。

● 預(yù)留接口多：工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)考慮到今后的產(chǎn)品升級(jí)需要，在設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)留很多接口，方便客戶以后產(chǎn)品升級(jí)。

● 人性化的設(shè)計(jì)：每個(gè)堆取料機(jī)根據(jù)產(chǎn)地不同和安裝不同，在使用中的各種操作方法也不一樣，工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)可在使用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整功能，使之能完全能和堆/取料機(jī)配合使用。

● 多種故障指示，清晰明了：控制系統(tǒng)面板備有各種功能和故障指示，在有問(wèn)題的情況下，能很快判斷出故障點(diǎn)。

     TRC1818系統(tǒng)最大的特點(diǎn)其實(shí)就是它不需要改變我廠現(xiàn)有的任何通訊協(xié)議，它把堆取料機(jī)控制回路中的中控啟/停、中控急停、運(yùn)行、啟動(dòng)、故障、堆取料、聯(lián)鎖等一些控制點(diǎn)通過(guò)系統(tǒng)的A機(jī)B機(jī)之間的無(wú)線通訊傳輸與我廠DCS系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)實(shí)現(xiàn)中控對(duì)堆取料機(jī)的控制。設(shè)備送電之后，堆取料機(jī)各種狀態(tài)信號(hào)經(jīng)A、B機(jī)在設(shè)備與中控之間雙向傳輸，中控操作人員發(fā)出指令經(jīng)DCS系統(tǒng)傳輸?shù)?/span>A機(jī)，A機(jī)將指令轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并加密之后無(wú)線傳輸?shù)?/span>B機(jī)，B機(jī)接收到A機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)之后進(jìn)行數(shù)據(jù)解密還原，然后再傳輸給堆取料機(jī)控制柜，控制柜接收到B機(jī)傳來(lái)的信號(hào)之后按照內(nèi)部既定控制程序開(kāi)始工作。B機(jī)將堆取料機(jī)發(fā)出的工作狀態(tài)信號(hào)無(wú)線傳輸給A機(jī)，A機(jī)接收到B機(jī)發(fā)出的堆取料機(jī)工作狀態(tài)信號(hào)并反饋到DCS系統(tǒng)；同時(shí)A機(jī)和B機(jī)把堆料機(jī)和取料機(jī)之間的互鎖信號(hào)相互傳遞給對(duì)方，以完成對(duì)堆取料機(jī)之間的互鎖控制。設(shè)備安裝也非常方便，只需要把原來(lái)從DCS室中繼柜到堆取料機(jī)控制柜之間的控制線纜拆除，然后經(jīng)中繼柜鋪設(shè)一根控制線連接A機(jī)，B機(jī)與控制柜連接。然后調(diào)整A,B兩機(jī)的頻率撥碼開(kāi)關(guān)和密碼撥碼開(kāi)關(guān)，確保兩機(jī)工作頻率和信號(hào)密碼相吻合。

由于DCS系統(tǒng)造價(jià)昂貴，在不改變?nèi)魏蜗到y(tǒng)的情況下，通過(guò)這種方式的改造既達(dá)到了任務(wù)目標(biāo)又實(shí)現(xiàn)與原有系統(tǒng)的兼容，兩全其美。

再好的設(shè)備，再好的技術(shù)也需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，只有經(jīng)得起考驗(yàn)才能稱得上真正的好。

在沒(méi)有技改的時(shí)候，我們的人員需要經(jīng)常地在狹小的空間中拆卸中柱上端的護(hù)罩，檢查控制線纜及電源線纜的滑環(huán)集電器。由于控制線纜軟且易損，設(shè)備經(jīng)常會(huì)因?yàn)樾盘?hào)丟失而失去控制或者跳停，嚴(yán)重威脅工作人員及設(shè)備安全，且維修難度高，時(shí)間長(zhǎng)，耗費(fèi)人力物力，影響正常生產(chǎn) 。

工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)剛改造完成的時(shí)候，系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)信號(hào)接收不良的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，由于堆場(chǎng)內(nèi)原料的緣故，信號(hào)在通過(guò)料體時(shí)嚴(yán)重衰減，從而導(dǎo)致信號(hào)收發(fā)不良。所以就通過(guò)加高堆取料機(jī)上的天線有效的解決了這個(gè)問(wèn)題。

設(shè)備運(yùn)行一年多以來(lái)，從未出現(xiàn)因?yàn)榭刂茢?shù)據(jù)傳輸堵塞導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法控制的現(xiàn)象，達(dá)到了改造目的，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，也有了安全保障，同時(shí)也把有限的人員從反復(fù)繁瑣危險(xiǎn)的工作中解放了出來(lái)。

    石灰石堆取料機(jī)的工作環(huán)境中，粉塵較大，粉塵是電器元件的主要?dú)⑹种弧７蹓m大就容易阻礙電器元件的散熱，就容易使電器元件接觸不良。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)維護(hù)設(shè)備時(shí)候發(fā)現(xiàn)，很多時(shí)候都由于堆取料機(jī)自身運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)大量的粉塵威脅著設(shè)備的安全運(yùn)行。設(shè)備自身的震動(dòng)容易使處在震動(dòng)面上的電器元件的接線端子松動(dòng)，大量的粉塵附著在元件的觸點(diǎn)上導(dǎo)致元件接觸不良。這些都是設(shè)備安全運(yùn)行的隱患，而且這些隱患涉及的元件眾多，線路復(fù)雜所以不容易察覺(jué)，不容易被發(fā)現(xiàn)。這就要求我們必須在設(shè)備停機(jī)間歇期間挨個(gè)緊固，工作量大，耗時(shí)長(zhǎng)，而且很難杜絕隱患的死灰復(fù)燃。

    三期煤直堆和石灰石堆場(chǎng)所處的環(huán)境都差不多，都有粉塵及震動(dòng)導(dǎo)致的隱患。并且兩臺(tái)設(shè)備都是運(yùn)用西門(mén)子PLC S7-300系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行組態(tài)控制，他們所不同的就是煤直堆取料機(jī)運(yùn)用的西門(mén)子的觸摸屏技術(shù)代替了傳統(tǒng)的控制柜操作按鈕，減少了處在隱患面上的電器元件，設(shè)備的穩(wěn)定性也比較好。

三期煤場(chǎng)取料機(jī)使用的是西門(mén)子S7-300 CPU313C 一個(gè)AI/AO模塊，一個(gè)DI/DO模塊，兩個(gè)DI模塊和一個(gè)DO模塊通過(guò)MPI通訊協(xié)議連接觸摸屏TP177A，然后操作人員通過(guò)操作觸摸屏來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開(kāi)關(guān)控制給PLC賦值從而控制取料機(jī)運(yùn)行。三期石灰石取料機(jī)使用的是西門(mén)子S7-300 CPU314 四個(gè)DI模塊和三個(gè)DO模塊，堆料機(jī)PLC型號(hào)與取料機(jī)相同，只是多了一個(gè)DO模塊。這些可以說(shuō)明兩個(gè)堆場(chǎng)的系統(tǒng)性上面都是通的，也就是說(shuō)，石灰石堆取料機(jī)也完全可以用觸摸屏來(lái)進(jìn)行設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制，且觸摸屏穩(wěn)定性非常強(qiáng)，操作也非常直觀簡(jiǎn)單。這樣就可以優(yōu)化工藝流程，減少電器元件的數(shù)量，減少了設(shè)備故障率還可以監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，通過(guò)觸摸屏就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)操作設(shè)備運(yùn)行，這樣與工業(yè)無(wú)線控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)運(yùn)用就能更好的保障設(shè)備的穩(wěn)定生產(chǎn)。

                                                                 李明志