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摘 要： 摘要:原料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)多面廣，部分區(qū)域?yàn)檫_(dá)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(jī)遠(yuǎn)程遙感信號(hào)傳輸和控制，建立安全的雙重握手信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多或多對(duì)多的布局模式降低了線路搭設(shè)成本，因此
摘要:原料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)多面廣，部分區(qū)域?yàn)檫_(dá)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(jī)遠(yuǎn)程遙感信號(hào)傳輸和控制，建立安全的雙重握手信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多或多對(duì)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(duì)于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜區(qū)域自動(dòng)化控制有重要的推廣意義。
關(guān)鍵詞:無線通訊;自動(dòng)化控制;異地控制;堆取料機(jī);網(wǎng)絡(luò)
1引言
堆取料機(jī)作為一種新型高效率連續(xù)裝卸機(jī)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(chǎng)，堆取料機(jī)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(jī)下的主皮帶，通過堆取料機(jī)控制系統(tǒng)控制，將原料提取至機(jī)下主皮帶后輸送至中間料倉(cāng)或其他皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。正常情況下，在機(jī)上的皮帶和主皮帶的連鎖信號(hào)具備的情況下才能解除機(jī)上的連鎖按鈕。兩個(gè)皮帶之間僅僅有一個(gè)皮帶運(yùn)行狀態(tài)握手信號(hào)，機(jī)下的主皮帶控制系統(tǒng)在機(jī)下電磁站里，距離堆取料機(jī)較遠(yuǎn)，在控制切換或操作切換時(shí)，堆取料機(jī)上在走行和旋轉(zhuǎn)，皮帶都有機(jī)旁操作和維修箱，在使用機(jī)旁操作前要把機(jī)上操作臺(tái)的操作方式開關(guān)打到機(jī)旁然后再在機(jī)旁操作箱上把操作開關(guān)也打到機(jī)旁方可操作，而機(jī)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(chǔ)運(yùn)部堆取料機(jī)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(cāng)的關(guān)鍵設(shè)備。酒鋼現(xiàn)有堆取料機(jī)分布在儲(chǔ)運(yùn)料場(chǎng)的各個(gè)堆場(chǎng)。每個(gè)堆取料機(jī)負(fù)責(zé)一條輸送線路，酒鋼儲(chǔ)運(yùn)部堆取料機(jī)共用堆取料機(jī)加機(jī)下大皮帶模式對(duì)儲(chǔ)運(yùn)部嘉東，嘉北及宏電原料作業(yè)區(qū)料場(chǎng)的煤炭及礦石進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)輸送，特點(diǎn)為堆取料機(jī)分布廣，料場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜。在自動(dòng)化控制中，堆取料機(jī)為機(jī)上電氣室獨(dú)立的西門子或昆騰控制系統(tǒng)，機(jī)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(chǎng)堆料，機(jī)下大皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)與堆取料機(jī)的運(yùn)行是聯(lián)鎖狀態(tài)，但是，料場(chǎng)地形復(fù)雜，堆取料機(jī)分布廣泛，傳統(tǒng)的布線方式既不安全也不經(jīng)濟(jì)，因此，利用無線遙感信號(hào)建立堆取料機(jī)與大皮帶穩(wěn)定，安全可靠的通訊意義重大。
3堆取料機(jī)異地?zé)o線控制方式分析與探討
3.1堆取料機(jī)異地?zé)o線控制方式介紹
堆取料機(jī)是一個(gè)活動(dòng)的設(shè)備，縱向運(yùn)動(dòng)范圍長(zhǎng)達(dá)100多米，料斗橫向運(yùn)動(dòng)范圍有30多米，堆取料機(jī)機(jī)上設(shè)備和機(jī)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(jī)與大皮帶的控制方式，利用無線通訊傳輸，建立從堆取料機(jī)機(jī)下主皮帶操作站到堆取料機(jī)操作站之間的自動(dòng)化控制系統(tǒng)無線信號(hào)傳輸，還可以建立多個(gè)堆取料機(jī)對(duì)單個(gè)大皮帶集中控制電氣室無線型號(hào)傳輸，該信號(hào)不受料場(chǎng)防風(fēng)墻和建筑物的干擾，有信號(hào)穩(wěn)定，傳輸距離遠(yuǎn)，安全性能高等特點(diǎn)。系統(tǒng)安裝方式主要有以下幾個(gè)部分:
⑴主要是在堆取料機(jī)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(hào)通訊模塊，信號(hào)控制器，繼電器和斷路器組成(圖1)[1]，將堆取料機(jī)PLC控制系統(tǒng)輸出模塊輸出信號(hào)或現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)或限位信號(hào)等開關(guān)量信號(hào)接入信號(hào)控制器，通過信號(hào)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(jī)機(jī)下大皮帶電磁站安裝一套由AC220V和DC12V供電裝置、天線、信號(hào)通訊模塊，信號(hào)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(jī)PLC控制系統(tǒng)可通過串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與機(jī)載電腦的通訊，可方便堆取料機(jī)操作人員在機(jī)上進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備操作和記錄查詢。
⑷堆取料機(jī)為西門子控制系統(tǒng)，機(jī)下大皮帶為羅克韋爾控制系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)通過無線傳輸裝置有機(jī)結(jié)合，只識(shí)別開關(guān)量信號(hào)，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(hào)的提取上僅僅提取有效狀態(tài)時(shí)信號(hào)。
3.2堆取料機(jī)異地?zé)o線通訊控制的特點(diǎn)
經(jīng)過分析與實(shí)踐，堆取料機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
⑴通過無線通訊傳輸裝置建立堆取料機(jī)和機(jī)下大皮帶信號(hào)傳輸問題，避免復(fù)雜環(huán)境無法布線或少量信號(hào)布線成本高的問題。
⑵通過串口服務(wù)器建立堆取料機(jī)西門子控制系統(tǒng)與機(jī)載電腦的通訊，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)操作人員對(duì)堆取料機(jī)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(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)西門子控制系統(tǒng)與機(jī)下大皮帶羅克韋爾控制系統(tǒng)的有機(jī)融合，避免兩者之間信號(hào)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(hào)，當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)到時(shí)，判斷為信號(hào)有效，由于堆取料機(jī)機(jī)上和機(jī)下主皮帶只是信號(hào)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(gè)無線信號(hào)發(fā)射接收裝置或接收裝置安裝在同一個(gè)電磁站，實(shí)現(xiàn)不同頻段同一信號(hào)的傳輸，實(shí)現(xiàn)雙重信號(hào)串聯(lián)，避免因單個(gè)通訊裝置故障或干擾而導(dǎo)致的錯(cuò)誤信號(hào)引起的設(shè)備故障。
⑸利用無線傳輸信號(hào)，發(fā)射信號(hào)狀態(tài)為堆取料機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)射信號(hào)接收失敗為堆取料機(jī)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(shí)施
異地控制雙重保護(hù)的無線通訊裝置與方法如下:
⑴首先分別在堆取料機(jī)PLC電氣室安裝信號(hào)無線發(fā)射裝置如圖1，在大皮帶PLC電磁站安裝信號(hào)無線接收裝置如圖2。
⑵在堆取料機(jī)上PLC電氣室，將堆取料機(jī)與大皮帶所通信的AC220V數(shù)字量輸出兩路信號(hào)通過9-AC220V數(shù)字量信號(hào)輸入端子排接入5-控制器，進(jìn)入3-無線通信模塊后通過無線信號(hào)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(jī)與大皮帶所通信的數(shù)字量信號(hào)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(diǎn)將兩路信號(hào)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(jī)上PLC柜內(nèi)數(shù)字量輸出模塊輸出AC220V信號(hào)時(shí)，圖1所示5-控制器接收到該信號(hào)，再通過3-無線通信模塊發(fā)射無線信號(hào)，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(hào)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(hào)通過11-輸出繼電器開點(diǎn)端子排送給大皮帶PLC控制系統(tǒng)的數(shù)字量輸入模塊，實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jìn)技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)。反映我國(guó)冶金、有色金屬工藝、生產(chǎn)與研究的動(dòng)態(tài)，推動(dòng)我國(guó)冶金、有色金屬工業(yè)的發(fā)展。突出實(shí)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(jī)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(yuǎn)程運(yùn)維已成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域控制和維護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，該方法的實(shí)施適合地域偏遠(yuǎn)，無線信號(hào)干擾相對(duì)較小區(qū)域，此方法有效解決了異地設(shè)備自動(dòng)化控制單個(gè)或少量數(shù)字量信號(hào)傳輸敷設(shè)線路成本高、后期故障率高的問題，雙重信號(hào)的接入避免了單個(gè)無線系統(tǒng)局部干擾導(dǎo)致的設(shè)備故障，對(duì)于優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)有實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益和推廣意義。——論文作者：陳治州，陸萍
