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无线模块在堆取料机中的应用


无线模块在堆取料机中的应用
作者 秦村强

(北京首钢自动化信息技术有限公司 首迁运行事业部,迁安 064400) 摘要:文章介绍了无线开关量模块的概念及特点,对堆取料机采用无线模块的好处进行了分析与研究以及 无线联锁在首钢迁安焦化厂堆取料机的应用情况。对堆取料机联锁存在的问题进行了详细的分析,提出了 改进措施,实现了堆取料机通讯方式由滑线触点改为无

线接收,达到了信号传输可靠,维修费用低,促进 了生产指标提升和设备人身安全的目的。

关键词: 无线开关量模块

滑线轨道 堆取料机 无线联锁

绪论 1.1 技术背景
随着电子和电气设备的密度急剧增加,无线电频技术应用越来越广泛,无线电台在工业中发挥了极其 重要的地位,逐步取代传统的电气线路控制。所谓电台就是有发送和接收无线电信号设备的台站。分为发 射台、接收台和收发兼备的电台,作电报、电话收发之用;广播电台、电视台作播送新闻和节目及工业无 线网络控制等;专用电台作专门通信用。大型电台的天线和收发信机分设两地,以避免干扰,由控制室遥 控。本文主要介绍无线电台在焦化厂堆取料机中的应用。

1.2 引言
首钢焦化厂现有 6 套堆取料机 ,分别于 2005 年 9 月和 2009 年 10 月投产。1,2#堆取料机为长春电力 设备厂制造,联锁方式为电缆卷筒(拖缆)有线传输联锁信号,3,4#堆取料机为哈尔滨重型设备厂制造, 联锁方式电源滑线传输,5,6#号堆取料机为哈尔滨重型设备厂制造,联锁方式电源滑线传输,三套联锁传 输方式在投用很短时间内,由于在设计,制造和安装等方面暴露出了很多问题。造成堆取料机联锁指令通 讯不畅,给生产组织带来困难,已成为制约焦化厂生产的突出问题。结合现场实际情况通过进行堆取料机 联锁信号无线改造,堆取料机的故障率大幅度降低,生产趋于稳定。

1.3 堆取料机概况
作者简介: 秦村强 (1983-),男,河北秦皇岛人,助理工程师,主要从事自动化运维工作。 1

因堆取料机联锁滑线(拖缆)故障导致联锁信号丢失,不能及时停止取料和堆料,导致堵料,撒料, 压料,甚至拉断皮带,造成设备事故,给正常生产组织造成困难和人身设备安全带来很大隐患。

二、 设备使用存在问题 2.1 故障频繁
1,2# 堆取料机上的联锁信号时通过电缆卷筒拖动装置由中部分别向两头运动,由于电缆卷筒拖动电 缆在地面上来回移动,造成电缆磨断而无法进行联锁信号传输。3,4 #堆取料机上的联锁信号时通过滑线 进行传输,由于大车震动,现场煤粉较大等原因造成滑线接触不良及因粉尘造成滑线短路,断路。导致联 锁通讯传输故障。5,6#堆取料机滑线轨道较长,中间连接头较多,且地面基础轨道不平,经常出现错位或 者扭曲现象,导致联锁信号异常,不能正常工作。另外受雨雪天气影响,滑线绝缘经常被破坏,也经常导 致联锁和通讯信号传输故障。 几乎每天都要维修不止一次。 据统计, 滑线故障率占堆取料机总故障率的 80%。 。

2.2 维修难度大
由于以上滑线机械故障的原因,大多为设计、安装带来的,而且许多原因是非滑线本身的问题,如基 础、轨道、皮带支架、环境等,既没有校正滑线的有效方法,也没有仪器工具,维护难度较高。同时,通 讯滑线正常不能超过 150 米, 而焦化厂都在 450 米以上, 远远超过了正常的使用范围, 更增加了维修难度。

2.3 维修时间长
滑线正常损坏时,少则需要 4-5 小时,多则 10 小时以上,而且每次需要两人以上,尤其是雨雪天气 时,工作量更大。

2.4 维修费用高
每台堆取料机滑线长 450 米 每米 200 余元,约两年需要更换一次,每年仅更换滑线购置费就达 5 万 元。加上人工费用,每台机每年维修费用高达 10 万元。另外,因联锁失控,通讯中断导致的设备事故扩 大,更增加了其它关联设备的维修费用。

2.5 设备安全隐患大
当堆取料机滑线故障,导致联锁失控,通讯中断时,不能及时停止放料和停下皮带机,严重时造成堆
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料机冲出轨道,使其钢结构整体变形,能引起上百万元的经济损失,也给设备与操作人员带

来不安全因素; 当取料机滑线故障, 下到工序皮带机故障或有紧急异常时, 不能及时停止取料, 导致堵料,
撒料,压料,甚至拉断皮带,给生产组织造成困难和设备人身带来很大安全隐患。

三、 无线模块产品介绍 2.1 功能描述
KYL-808 无线模块为八路开关量实时传送,本地的八路开关状态能实时的在异地输出,即本地输入开 关闭合,那么异地输出开关也闭合,本地输入开关断开,异地输出开关也断开。

开关量对应关系示意图

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无线模块产品实物图

2.2 性能指标 8 路光耦隔离输入,可靠性及稳定性高。 8 路继电器无源触点输出,触点电流 220V 5A 标配 2-3km 无线传输模块。无线模块工作频段 433MHz,发射功率 1000MW,接收灵敏度 -120dBm 接收电流 60mA,发射电流 350mA。 电源:DC 12—30V

尺寸:145mm*90mm*40mm 2.3 拨码开关定义

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DIP8:工作模式选择。 ON—开关触发发送,8 路开关输入中任何一路的输入状态发生变化,模块发送 OFF—定时发送,每间隔 1 秒或者 2 秒,主机把 8 路输入状态发送给从机(非实时传送) DIP7: 定时模式下主从模式选择。 ON—从机,OFF—主机 DIP6:采集模式 主机通过发送命令,采集输入状态或者控制开关输出。在采集模式下,模块不能主动发 送,即输入变化触发及定时发送均无效。 DIP5:ON,无定义。 DIP1-4:模块信道选择。 无线工作频率选择,在同一地区同时使用多对无线开关量模块时, 使用不同的拔码方式避免同频干扰,最多 16 信道。 拔码开关 1-4 位置---信道对应表
拔码位置 信道号 拔码位置 信道号 拔码位置 信道号 拔码位置 信道号

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*用户一般使用输入变化触发发送模式即可,即 DIP7-ON *为避免同一遥控范围有两套以上遥控系统同时工作时发生冲突, 不同系统的模块应选用 不同信道(工作频率) *定时模式下,必须一台是主机,一台是从机 *拔码位置改变后,必须重新上电才能生效 2.4 接线端子示意图

图为:开关输入接线端子图

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2.5 接口定义
接口名称 COM1 脚位号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 COM2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 IN1 GND IN2 GND IN3 GND IN4 GND IN5 GND IN6 GND IN7 GND IN8 GND 第八组开关量输入 第七组开关量输入 第六组开关量输入 第五组开关量输入 第四组开关量输入 第三组开关量输入 第二组开关量输入 第一组开关量输入 OUT8 第八路继电器无源触点输出 OUT7 第七路继电器无源触点输出 OUT6 第六路继电器无源触点输出 OUT5 第五路继电器无源触点输出 OUT4 第四路继电器无源触点输出 OUT3 第三路继电器无源触点输出 OUT2 第二路继电器无源触点输出 定义 GND VCC OUT1 电源地 DC:12-30V 不要做任何连接 不要做任何连接 第一路继电器无源触点输出 说明

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2.6 使用方法 1、先按照使用需求,根据上述说明设置好拔码开关以及连接好电源(12-30V) 、开关输 入及相应的开关输出。 2、上电,出厂默认为触发发送模式,工作信道 1。 3、 在同一遥控范围内使用两套以上遥控系统, 应该选用不同的工作频率以避免相互干扰。 四、 无线联锁改造 4.1 无线联锁改造 针对上述各方面的故障,我们对堆取料机联锁通讯系统进行技术改造,中控室皮带控制 系统与堆取料机的联锁操作方式与改造前一样,不做任何改变。现场将拖缆及滑线拆除,采 用深圳科易连通讯设备有限公司研制的其余 TCP/IP 技术的堆取料机皮带运输无线控制传输, 该系统现已成功地应用于首钢迁安焦化厂备煤车间 3 套堆取料机,系统运行稳定可靠,保证 了堆取料机系统安全顺利进行。 4.2 系统平面图 系统的特点:该系统由主站,子站,控制系统,无线开关量模块系统组成。下图为系统的 无线网平面图。

地面中控 PLC

地面无线 主站

1# 大 车 无 线子站

1# 车上 PLC

2# 大 车 无 线子站

2# 车上 PLC

联锁通讯信号在发送前,先通过相应的编码技术,转化成可发送的格式,在送给无线网 络:接受时,通过解码处理技术,变换成相关的文件格式,送给各自终端。
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无线模块优点 1、全集成一体化的解决方案:由系统结构可以看出,系统集成了控制模块,通讯模块,

计算机网络通讯等技术,将原来系统和新系统有机的融合成一个整体。系统采用点对点的通 讯方式和网络技术。主站 PLC 通过不同的 IP 地址分别通过各个子站 PLC 进行无线通讯,实现 联锁信号传输。 2、为了进一步提高可靠性,减少系统电源干扰和子站由于接触不良等原因造成的数据丢 包现象,增设了 UPS 不间断电源。 3、由于专用通信设备,基本无需维护,维护费用低。 4、传输功能强大:采用网络通信调度协议,传输信号量大,可以传输各种数字信号。采 用 TCP/IP 网络通讯方式,以减少网络间的相互干扰以及和其他无线设备间的干扰等问题。实 现联锁信号以太网传输,可适合现场的恶劣电磁环境。 五、 结束语 无线联锁正常运行后,堆取料机设备故障率降低,设备停机供料次数减少,通信畅通, 有利于原料输送畅通,有利于生产工序之间的协调,节省滑线(拖缆) ,电机等备件的维护费 用,降低操作工及维护人员的劳动强度。生产稳定,挺高了焦化厂各种煤的质量和产量,进 而为焦化厂稳定优质高产创造条件。

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