斗轮堆取料机控制系统性能优化

郭凯++穆翔

摘 要

斗轮堆取料机电气系统性能优化，采用西安奥宇AYDLK-701斗轮机无线通信系统提升系统性能，减少拖缆控制电缆，保证系统可靠性。非标制作拖缆架及拖缆小车，提升系统自动工况变换功能，使操作更安全、更方便，有效提高了工作效率。

【关键词】斗轮堆取料机 无线通信 电气控

1 概况

斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料存储料场的堆取作业。华电淄博热电有限公司2×145MW循环流化床热电机组，日耗煤2546吨，年耗煤88.66万吨。#3、4机组斗轮堆取料机（简称斗轮机）运行在设计存煤8.3万吨的煤场，在整个输煤系统承担重要角色。如图1，斗轮机实拍相片。

2 现状

斗轮机于2002年投产，电气系统主要分为：走行机构、回转机构、俯仰机构、悬臂皮带机构、斗轮机构、尾车升降机构、脱钩挂钩，头车尾车采用移动拖缆进行供电和控制。经过多年使用，主要电气元器件出现严重老化，PLC运行不稳定，输入、输出信号经常出现无法正常通讯故障，外部限位缺失，在设备运行时不能起到正常的保护功能。

电缆桥架腐朽严重，导致内部电缆防护降低，多处电缆出现破损情况。移动拖缆轨道严重变形，拖缆小车轴承损坏，导致拖缆小车经常卡轨，在设备工作中，移动拖缆反复拖拉出现开裂、断芯，移动拖缆更换不方便，设备故障率随之增高，维护成本增加且维护时间长。斗轮机工况变换部分功能缺失，工况变换过程需人为干预，存在安全隐患。斗轮机电气系统生产效率降低，已不能满足安全生产要求。

3 优化方案

3.1 斗轮机电气控制系统性能优化

更新整个电气控制系统，使用的电气元器件均为目前市场主流，且技术参数满足现场实际情况。司机室PLC采用西门子S7-300系列产品，尾车电气室子站选用西门子从站模块，主站和子站采用西安奥宇公司的AYDLK-701型无线控制系统和专业机器人柔性光缆，两种传输方式互为冗余，系统硬件组态不发生变化，有效的减少经过移动拖缆的控制信号电缆数量。如图2所示的斗轮机系统配置简图。

3.2 在司机室外部装AYWM-3000 /Z无线模块

使用220V专用UPS电源模块供电，将模块网口连接至交换机，通过交换机连接PLC自带网口。在尾车电气室外部装AYWM-3000/C无线模块，同样使其连接至从站模块的网口。光纤两端接入交换机光口，实现冗余控制。

3.3 更新拖缆架及拖缆小车

制作非标拖缆架，采用内导轨，拖缆小车在导轨内移动，如图3所示，根据拖缆小车尺寸，经过计算，制作拖缆小车架。通过在10号槽钢内嵌2根6号槽钢，内嵌倾斜角度小于15°，保证其开缝面的缝隙不大于10mm，满足拖缆小车正常移动。

3.4 斗轮机尾车工况变换功能优化

尾车工况选择主要工作于斗轮机堆料取料切换时，从操作上分为自动变换和手动变换，从操作位置上分为司机室远程变换和现场就地变换。如图4所示的程序流程图。

3.5 斗轮机不锈钢电缆桥架布置和电缆敷设

布置时考虑环境、皮带等设备落煤等情况，结构紧凑，保证长期使用。外部限位安装合理位置，方便维护。其连接部分采用防爆软管，接头使用外丝接头和自固接头连接，连接口使用防水胶密封，如图5所示。

4 改造效果

斗轮堆取料机电气控制系统性能优化后，控制结构简单，系统控制信号通过无线通信和光纤冗余，解决了斗轮机系统控制信号及通信存在的干扰问题，减少拖缆中的电缆数量，所选数字无线设备，低能耗，无干扰。

斗轮机拖缆架及拖缆小车部分改造后，解决了长期以来存在的电缆拉断，故障率高，维护时间长问题。外部限位及电缆桥架重新布局后，结构统一紧凑，降低了环境对电气设备的损耗，使维护更加快捷方便。

斗轮机尾车工况自动变换功能更新后，可通过多种操作进行工况变换，消除了改造前存在的安全隐患，有效的提高了工况变换时的工作效率。

5 结束语

本文针对华电淄博热电有限公司#3、4机组斗轮堆取料机电气系统性能优化进行了阐述，通过西安奥宇电力科技有限责任公司AYDLK-701型无线控制系统在设备上应用，以及采用先进的控制理念，完美的实现了本次电气系统性能优化的预期。本次斗轮堆取料机电气系统性能优化后，从试用到系统的正式投运，各项系统性能运行安全、可靠，降低了维护人员的劳动强度和维护成本。

参考文献

[1][美]S.Theodre，Rappaport.周文安，付秀花，王志辉，等译，宋俊德，审校.无线通信原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2006.

[2]史军刚，白小平.电气控制技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.