在鋼鐵廠燒結(jié)分廠原料堆場實(shí)現(xiàn)斗輪式堆取料機(jī)信號聯(lián)鎖
前言：
現(xiàn)代電子技術(shù)和通訊技術(shù)在大型鋼鐵企業(yè)上的應(yīng)用，使得遠(yuǎn)程監(jiān)控以及無線控制技術(shù)在行業(yè)上得以充份的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。本文探討邦納工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在大型機(jī)械設(shè)備工作中信號的采集方式、處理方式、遠(yuǎn)程傳遞，以及在工程上遇到的若干問題。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能大大提高工程機(jī)械工作時(shí)的安全系數(shù)，為安全施工提供有利條件，使得起重機(jī)復(fù)雜操作得以實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用概述：
某鋼鐵股份有限公司型鋼燒結(jié)原料場于2004年5月投產(chǎn)使用，共有7臺堆取料機(jī)，擔(dān)負(fù)著儲存、輸送燒結(jié)原料的重要任務(wù)。堆取料機(jī)與中控室的信號連鎖采用滑觸線傳輸，但最近運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)地面輸送皮帶與堆取料機(jī)聯(lián)鎖信號中斷，造成皮帶壓料、燒壞電機(jī)等故障，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑觸線故障率占堆取料機(jī)總故障的70%，這已經(jīng)成為制約堆料、取料正常運(yùn)行的瓶頸。
問題分析：
目前，各大鋼鐵公司原料場堆取料機(jī)與地面的通訊傳輸方式有有線傳輸和無線傳輸兩種。有線傳輸一般采用多芯通訊電纜、電纜卷筒或者滑觸線。電纜卷筒配用的力矩電機(jī)容易損壞；通訊電纜抗拉強(qiáng)度低易拉斷；滑觸線通訊屬于有觸點(diǎn)通訊，堆取料機(jī)常年運(yùn)行導(dǎo)致軌道地基下沉不均，軌道安裝不直，滑觸線隨著皮帶機(jī)支架產(chǎn)生的震動，以及滑線安裝誤差等原因，使得滑觸線扭曲變形，集電器支架變形，集電器脫落，導(dǎo)致碳刷與滑線經(jīng)常接觸不良，自動連鎖信號時(shí)斷時(shí)續(xù)，地面控制失靈。另外，電纜長期裸露室外，腐蝕磨損嚴(yán)重，絕緣遭到破壞。
改造方案：
面對以上棘手的問題，近年來，隨著無線通訊技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無線通訊傳輸方式以其操作簡單、無后續(xù)維護(hù)成本、穩(wěn)定可靠、優(yōu)良的性能價(jià)格比得到迅速發(fā)展。 目前藍(lán)牙技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都發(fā)展的較成熟，信號穩(wěn)定可靠。藍(lán)牙適配器之間可以達(dá)到100米的通訊距離，而工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用Modbus通訊協(xié)議可以達(dá)到幾公里的通訊距離，例如美國邦納公司的DX70/80工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，2.4G通訊頻率最遠(yuǎn)可以達(dá)到3.2公里的通訊距離。
結(jié)合本地原料場的特點(diǎn)：堆取料機(jī)數(shù)量多，分布較集中；在混勻配料室（中控室）設(shè)邦納工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品DX70網(wǎng)關(guān)，各堆取料機(jī)設(shè)DX70節(jié)點(diǎn)，搭建局部信號無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)中控室與堆取料機(jī)之間的通訊，從而實(shí)現(xiàn)連鎖控制信號的實(shí)時(shí)、可靠、有效的傳輸。
無線產(chǎn)品方案實(shí)施：
中控室向堆取料機(jī)傳送允許堆料、允許取料、主皮帶已運(yùn)行、要求停車4個(gè)開關(guān)量信號。堆取料機(jī)向中控室傳送已開始堆料、已開始取料、向主皮帶開始放料、已停車、操作員求助5個(gè)開關(guān)量信號。
示意簡圖和說明：
圖一:方案示意圖
現(xiàn)場安裝圖片：
圖二：安裝于取料機(jī)上DX70節(jié)點(diǎn)
圖三：安裝在中控室內(nèi)的DX70網(wǎng)關(guān)及外置天線
圖四：安裝于堆取料機(jī)操作室的DX70節(jié)點(diǎn)
應(yīng)用機(jī)會和行業(yè)：
大型煤炭碼頭，礦石碼頭；火力發(fā)電廠，水泥廠，礦山，鋼鐵廠的堆料場；
圖五：碼頭堆現(xiàn)場示意圖
結(jié)論：
無線通訊技術(shù)在原料場中的實(shí)施與應(yīng)用，使堆取料機(jī)與地面皮帶的連鎖控制實(shí)時(shí)、有效、可靠，并大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用和備件費(fèi)用，減輕了崗位工的勞動量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。美國邦納工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用中，適用于各種已有的傳感器安裝，減少了布線距離增加的成本，解決了大型堆取料機(jī)與地面皮帶布線障礙或是在室外工作的限制，在實(shí)際應(yīng)用中無線信號跳頻擴(kuò)頻技術(shù)得到了充分的發(fā)揮。
附：
1. FHSS-無線電跳頻擴(kuò)頻技術(shù): 載波頻率受一個(gè)偽隨機(jī)碼的控制，在其有效工作帶寬范圍內(nèi)，按PN碼的隨機(jī)規(guī)律不斷改變，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展。同時(shí)在接收端，接收機(jī)的頻率合成器受相同的偽隨機(jī)碼控制，并通過同步措施，保持與發(fā)射端的跳變順序一致， 最終實(shí)現(xiàn)雙向通訊。 跳頻的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能強(qiáng)，相比其他單一頻率通訊方式（例如數(shù)傳電臺），一旦在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上通訊受到外界噪聲干擾，便可以主動跳變到其他頻道上繼續(xù)通訊。
