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無(wú)線信號(hào)傳輸模塊在水泥廠堆/取料機(jī)上的應(yīng)用
康昀希
西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司(SINCE 2002) 陜西 ? 西安 710065
摘要：無(wú)線傳輸（Wireless transmission）是指利用無(wú)線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式。無(wú)線傳輸和有線傳輸是對(duì)應(yīng)的。隨著無(wú)線技術(shù)的日益發(fā)展，無(wú)線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越被各行各業(yè)所接受。其安裝方便、靈活性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高等特性使得更多行業(yè)采用無(wú)線傳輸方式，建立被監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心之間的連接。隨著工業(yè)4.0時(shí)代的來(lái)臨，無(wú)線測(cè)控技術(shù)已經(jīng)在發(fā)電廠、礦山、鋼鐵制造、鐵路、水泥廠、釀酒、給排水物流等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：堆料機(jī)、取料機(jī)、節(jié)能降耗、無(wú)線傳輸
Abstract: Wireless transmission is one of the way that transmit data by using wireless technology. Comparing with wire transmission, wireless transmission has the same function . As the development of wireless technology, wireless transmission has been used and accepted by the various walks of life. More and more industries has begun to use wireless devices to make a bridge between monitoring centers and monitored spots, since wireless devices is convenient to assemble, strong flexible, high cost performance and so many other positive features. As an approach of industry 4.0, wireless measurement and control technology has been widely used in power stations, mines, steel-making industries, railroads, cement plants, wine-making industries, water treatment, logistics and other industries.
Key words: Stocker, Reclaimer, Energy saving, Wireless transmission
0.引言
水泥生產(chǎn)中圓堆廠房或長(zhǎng)堆廠房?jī)?nèi)的堆料機(jī)和取料機(jī)，擔(dān)負(fù)著儲(chǔ)存、輸送原料的重要任務(wù)。
堆取料機(jī)與中控室的信號(hào)連鎖采用滑觸線傳輸即有線方式傳輸。
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(dòng)，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(dòng)連鎖信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)，地面控制失靈；經(jīng)常出現(xiàn)地面輸送皮帶與堆取料機(jī)聯(lián)鎖信號(hào)中斷，只能操作人員手動(dòng)停機(jī)，因操作時(shí)間差又容易引起造成皮帶壓料、燒壞電機(jī)等故障，因出現(xiàn)斷線故障無(wú)法及時(shí)反饋到DCS和所聯(lián)鎖的設(shè)備，嚴(yán)重的時(shí)候造成人員傷亡或重大的財(cái)產(chǎn)損失，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。
另外，電纜長(zhǎng)期裸露室外，腐蝕磨損嚴(yán)重，絕緣遭到破壞。而不斷地、大量地更換有關(guān)電纜又造成企業(yè)生產(chǎn)成本高，維護(hù)很不方便，且極易造成安全生產(chǎn)事故。
西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)囊?，解決了目前這一困擾生產(chǎn)多年的問(wèn)題。本文介紹了無(wú)線信號(hào)傳輸裝置在水泥生產(chǎn)線堆/取料機(jī)上的運(yùn)用，在經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行后，得到了用戶(hù)滿(mǎn)意的評(píng)價(jià)。
1.無(wú)線傳輸裝置
1.1達(dá)泰1系開(kāi)關(guān)量信號(hào)無(wú)線傳輸裝置
技術(shù)指標(biāo)：
1.2.1輸入電源：220V（最大電流2A）
1.2.2功耗：≤20W
1.2.3外形及安裝尺寸：400*200*500mm（長(zhǎng)*寬*高）
1.2.4防塵等級(jí)：IP55
1.2.5 傳輸方式：全數(shù)字無(wú)線加密傳輸方式
1.2.6單套無(wú)線開(kāi)關(guān)量傳輸裝置提供1-16路單/雙向開(kāi)關(guān)量信號(hào)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸
1.3無(wú)線傳輸裝置設(shè)計(jì)布局
1.3.1無(wú)線采集收發(fā)單元功能框圖
開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)端子DI1表示第一路輸入信號(hào)，DI16表示第16路輸入信號(hào)，所有輸入信號(hào)的公共端子是GND信號(hào)，與模塊的電源地信號(hào)等電位。
輸入信號(hào)可以外接無(wú)源觸點(diǎn)，干節(jié)點(diǎn)，也可以接入直流電平信號(hào)，信號(hào)電壓不超過(guò)24V。
當(dāng)發(fā)射裝置上的第一路輸入信號(hào)DI1與GND短接時(shí)，接收裝置上的第一路繼電器線包通電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，發(fā)射裝置的DI2與接收裝置的DO2聯(lián)動(dòng)，依次類(lèi)推，發(fā)射裝置的DI16與接收裝置的DO16聯(lián)動(dòng)。
1.3.2開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出DO
達(dá)泰1系列開(kāi)關(guān)量輸出DO信號(hào)內(nèi)部電路示意如下圖所示，輸出信號(hào)是通過(guò)內(nèi)部NPN三極管驅(qū)動(dòng)直流繼電器，輸出信號(hào)為繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)。
模塊內(nèi)部繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力為直流24V，1A，可承受小于60V的高壓信號(hào)，但不得直接接入交流220V回路。
1.4裝置接線端子說(shuō)明
達(dá)泰1系列產(chǎn)品由發(fā)射裝置和接收裝置組成，發(fā)射裝置安裝在控制室，接收裝置安裝在現(xiàn)場(chǎng)。
1.4.1發(fā)射裝置端子及接線
發(fā)射裝置左端子及接線詳見(jiàn)下圖
發(fā)射裝置右端子及接線詳見(jiàn)下圖
1.4.2接收裝置端子及接線
接收裝置端子與發(fā)射裝置端子相同而接線需一一對(duì)應(yīng)
2.實(shí)施方案
長(zhǎng)堆廠房主要擔(dān)負(fù)著儲(chǔ)存和傳送煤粉以及黏土的作用。長(zhǎng)堆廠房長(zhǎng)度約300米，有兩列軌道，軌道之間是高高堆積的煤粉和黏土等物料。同一側(cè)有2臺(tái)取料機(jī)，另一側(cè)是1臺(tái)堆料機(jī)，3臺(tái)堆取料機(jī)都由機(jī)載控制箱所控制在各自軌道上移動(dòng)。這里無(wú)線需要完成的是3臺(tái)機(jī)器和他們對(duì)應(yīng)的控制柜DCS系統(tǒng)進(jìn)行雙向的開(kāi)關(guān)量信號(hào)通訊。同時(shí)堆料機(jī)也需要控制2臺(tái)取料機(jī)的工作，以保證長(zhǎng)堆中物料存儲(chǔ)和輸送能夠有秩序運(yùn)行。
如上圖所示
①②③號(hào)系統(tǒng)分別完成的是堆/取料機(jī)與各自DCS系統(tǒng)的雙向開(kāi)關(guān)量信號(hào)無(wú)線控制。④號(hào)系統(tǒng)完成的是堆料機(jī)對(duì)兩臺(tái)取料機(jī)的無(wú)線控制與反饋功能。
經(jīng)上述改造后，系統(tǒng)已安全運(yùn)行一年多，加之該系統(tǒng)的免維護(hù)，員工勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)成本大大降低，節(jié)能降耗非常明顯。
3.結(jié)論
3.1 在提高了安全生產(chǎn)的同時(shí)極大地降低了水泥企業(yè)的生產(chǎn)和維護(hù)成本。
3.2并入無(wú)線信號(hào)傳輸模塊后，拆除原來(lái)使用的電纜線，既解決了電纜斷裂造成故障的問(wèn)題，又可每年省下數(shù)以萬(wàn)計(jì)的費(fèi)用。
3.3無(wú)線信號(hào)傳輸模塊自身的功率僅有數(shù)十瓦，每年節(jié)省電費(fèi)就近數(shù)萬(wàn)元。
3.4并入無(wú)線信號(hào)傳輸模塊后，不用擔(dān)心現(xiàn)場(chǎng)灰塵環(huán)境造成的信號(hào)不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，系統(tǒng)基本免維護(hù)。
3.5由于無(wú)線傳輸安裝方便、靈活性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)，在不影響正常生產(chǎn)的情況下，快速的接入系統(tǒng)并投運(yùn)。
3.6在水泥產(chǎn)能過(guò)剩、環(huán)保壓力大、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，水泥企業(yè)應(yīng)積極采用新技術(shù)、新工藝、新材料等有效措施節(jié)能降耗。通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸在水泥生產(chǎn)線堆/取料機(jī)上的應(yīng)用，可以說(shuō)是水泥生產(chǎn)過(guò)程中的一次節(jié)能降耗革新。
參考文獻(xiàn)
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[2] XK.【實(shí)例】水泥廠堆取料機(jī)無(wú)線通訊方案用戶(hù)實(shí)例. http://www.dataie.com/jszxshow270.html,[EB/OL].2017-8-22.