无线控制技术在斗轮堆取料机联锁中的应用

满宝刚

摘 要：火力发电厂原煤场斗轮堆取料机是使用卷缆（滑线）的大型设备。该文描述了采用2.4G跳频技术设备对斗轮堆取料机与煤场胶带运输机联锁进行改造的成功案例，重点分析了无线技术改造斗轮堆取料机联锁的可行性，2.4G跳频技术的先进性和可靠性。采用该无线控制技术具有控制方便，造价低廉，施工快捷，运行可靠，维护简单等优点，适用于含有较多受控设备的场合，可实现多路多功能控制，在生产、建设以及其它领域中具有广泛的应用价值。

关键词：斗轮堆取料机 联锁 无线 跳频技术

中图分类号：TH24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（a）-0047-02

该公司设有两个条形煤场。两煤场中间布置一台悬臂式斗轮堆取料机。堆取料机与5段皮带机需实现电气控制的联锁功能。因原设计是通过卷筒电缆有线联锁控制方式。受室外煤场扬尘、设备行走时产生的振动、煤场滚落物料等因素影响，经常造成联锁故障，导致上下级胶带大量堆煤，引起胶带破损，需人工清理积煤和胶带修复，增大了设备维护量和人工成本，影响设备正常的堆取煤作业。事实证明，斗轮堆取料机的联锁控制不宜采用有线的方式实现，理由是斗轮堆取料机行走移动频繁，移动距离较长，工作环境恶劣，现场粉尘浓度大，冬夏温差大，不论是卷筒电缆还是滑线电缆的方式均不能可靠解决斗轮堆取料机的联锁控制问题。

1 整体方案确定

随着无线技术的发展，使得斗轮堆取料机的联锁控制又有了新的途径，但是无线技术本身的可靠性和安全性又是其能否胜任的关键。无线联锁一般习惯采用叫做无线数传电台来实现，无线数传电台分为好多种，首先区分为模拟电台和数字电台，模拟电台即采用无线对讲机的相同技术改造出来的，其造价低廉，稳定性、抗干扰性和可靠性都很差，在这里不进行阐述，典型的有230MHz电台，大部分是模拟机改造的，能实现联锁功能但效果差，造成了很多使用过的企业对无线控制评价低，不敢使用。目前无线控制领域电台以工作频率划分又分为230MHz、433MHz、868MHz、900MHz和2.4G扩频，其中868MHz、900MHz为欧洲和美国使用的频段，非我国合法使用频段，230MHz、433MHz、2.4G扩频在我国是规定工业使用频段，其中230MHz、433MHz 需要办理无线电使用许可证，2.4G扩频为全球免许可证频段，在我国同样可以使用，2.4G扩频频段又分为直序扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）两种，跳频扩频的优点是2.4GHz频带以一定的频宽将其划分为若干个无线电频率信道，并且以使用接收和发送两端一样的频率跳跃模式来接发讯号及防止数据撷取。其工作原理是，收发双方传输信号的载波按照预定规律进行离散变化。以达到避开干扰，完成传输。简单的说，FHSS不是抑制干扰而是避开干扰，故防干扰性极强，传输速率高，稳定性好。基于上述优点，确定采用2.4G跳频扩频（FHSS）技术方案。

FG24无线传输设备是实现数据透明传输的有效工具，一个收发端安装在斗轮堆取料机上，另一个收发端安装在输煤程控室上位机侧。通过这两个收发端的数据对等传输，实现斗轮堆取料机与系统皮带的运行联锁，同时可对斗轮堆取料机进行远方监控，从而彻底取代斗轮堆取料机上传统模式的通信电缆卷筒及通信电缆。本次改造是单台斗轮堆取料机，故选用点对点模式（多台斗轮堆取料机也可逐一配置成此种方式）。

2 主要技术参数确定

通过查阅大量专业资料和借鉴其它厂矿应用存在的问题，采用2.4G跳频扩频（FHSS）技术的FG24-DD-8无线控制器是本次选用的斗轮堆取料机联锁改造的产品，该控制器具有8点输入和8点输出，能够满足斗轮堆取料机原有的联锁控制点，在改造实施中接线操作简单，不需要对原有的控制回路进行修改（表1）。

3 天馈系统器件的选用

2.4G无线控制器需要独立的天馈系统，分别安装于斗轮堆取料机电气室屋顶和输煤转运站的室外平台上（表2）。

4 结语

经过现场施工，斗轮堆取料机无线联锁的改造顺利完成，经过堆取试车，联锁信号动作准确、可靠、迅速、无延迟现象。一年多时间的运行，经历了大温差和粉尘浓度大等各种恶劣气候条件的考验，该系统运行稳定，未发生任何误动和拒动故障，彻底消除了斗轮堆取料机和煤场胶带运输机意外停机而导致的上下级胶带大量堆煤、胶带破损、人工清理积煤的工作量，提高了系统运行的可靠性，充分验证了2.4G跳频扩频（FHSS）技术在斗轮堆取料机联锁进行改造的成功应用，说明了2.4G跳频技术的先进性和可靠性。该无线控制技术适用于含有较多受控设备的场合，在工业生产、建设以及其它领域中具有广泛的应用价值。

参考文献

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