吳軍

摘 要：斗輪機與輸煤程控聯(lián)鎖依靠移動控制電纜實現(xiàn)，當電纜在長期磨損拉拽過程中，出現(xiàn)斷芯，就會造成信號丟失，聯(lián)鎖失效，嚴重影響生產(chǎn)秩序，存在安全隱患。加裝數(shù)字無線通信與控制電纜實現(xiàn)冗余控制可有效提高設備運行安全性和可靠性。

關鍵詞：數(shù)字無線技術；冗余控制；斗輪機無線；無線語音

中圖分類號：C931.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0142-01

1 概述

斗輪堆取料機，簡稱斗輪機，是目前火電廠最常用的煤料堆儲和轉(zhuǎn)運的有軌式裝卸工具。因為其運動具有很強的規(guī)律性，可通過遠方輸煤程控命令，結合視頻和語音等，實現(xiàn)斗輪機堆取料與輸煤皮帶的聯(lián)鎖控制，自動化控制程度高，因此對信號傳輸?shù)目煽啃砸髽O高。大部分國內(nèi)火電廠斗輪機依靠移動拖纜完成控制信號傳輸。

2 問題描述

改造前，斗輪機出現(xiàn)與輸煤程控聯(lián)鎖控制信號丟失，當斗輪機堆取料時，輸煤程控與斗輪機司機室語音通道質(zhì)量差溝通不暢，會導致取料時，地面皮帶已停但斗輪機仍在取料造成煤堆積難以清理，或堆料時，斗輪機皮帶已停，地面皮帶仍在運煤造成跑煤。嚴重影響設備正常運轉(zhuǎn)和人員安全。

3 方案論證

經(jīng)研究考證，在原有的以控制電纜為通信載體的斗輪機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)基礎上，增加一套基于數(shù)字無線控制技術的冗余通信系統(tǒng)，通過遠端程控設計，保證控制電纜信號丟失后自動切換到數(shù)字無線通信，并報控制電纜通信報警，同樣，當數(shù)字無線通信故障時，自動切換到控制電纜通信，并報數(shù)字無線通信報警。大大提高了通信和控制的可靠性。

斗輪機控制信號數(shù)字無線處理[1]過程如下圖1所示。

原始信號如語音信號，模擬量信號等變換成電信號，通過信源編碼實現(xiàn)信號的A/D轉(zhuǎn)化；數(shù)據(jù)加密保證信息安全，通過信道編碼，提高數(shù)字通信的可靠性和通道的抗干擾能力；數(shù)字調(diào)制將數(shù)字信號載到高頻處，并采用擴頻技術，最后將信號通過發(fā)射振蕩和放大以電磁波方式發(fā)射到空中，實現(xiàn)數(shù)字無線信號的傳輸。信號釋放則是將數(shù)字無線信號逐步還原的過程。

數(shù)字無線信號傳輸[2]方式具有如下特點：

首先，無線通信方式可完全解決控制電纜在長期運行過程中出現(xiàn)的磨損斷芯問題，是移動設備自動控制的理想的通信傳輸解決方案；其次，數(shù)字信號本身具有較強的抗干擾能力，信道損耗相比模擬量通道更小。采用數(shù)字重傳和糾錯編碼等措施后，信號完整性提高，誤碼率降低。第三，數(shù)字通信傳輸功能更加強大，不僅可以傳輸開關量，還可以傳輸模擬量，語音視頻等信號，在保證信號質(zhì)量的情況下，信號更易壓縮，從而提升傳輸容量和速度；第四，數(shù)字信號加密使得其傳輸安全性更高；另外，數(shù)字信號更便于與計算機互聯(lián)，實現(xiàn)智能化監(jiān)控。

4 改造實施過程

設計思路是在斗輪機和程控PLC之間的通訊回路上增加無線通訊系統(tǒng)，主要用于替代斗輪機機上與地面之間的活動部分的控制電纜，即在運動過程中最易出現(xiàn)問題而產(chǎn)生故障點的控制電纜部分。設備上采用西安奧宇電力科技有限公司的數(shù)字無線控制系統(tǒng)和語音傳輸。

首先，在兩臺斗輪機低壓電氣室，各設置一個無線從站，將斗輪機反饋給遠程的控制信號各分出一路接入無線從站，通過無線從站數(shù)字信號處理，從站天線發(fā)送給輸煤程控主天線。

其次，在輸煤控制樓，設置無線主站，將輸煤程控發(fā)送給斗輪機的控制命令各分出一路接入無線主站，通過無線主站數(shù)字信號處理，主站天線發(fā)送給斗輪機機上從天線。

再次，根據(jù)實際情況，將無線主站分解，主通訊模塊和控制器之間，通過光纖收發(fā)裝置，將主站天線延長到斗輪機端部提高無線通訊質(zhì)量，同時光纖傳輸減少噪聲干擾和信號衰減。

同時，在無線網(wǎng)絡中，對斗輪機司機室與程控室的語音信號進行數(shù)字化處理，通過交換機接入同一網(wǎng)絡。

5 實施效果

經(jīng)改造后，斗輪機的控制系統(tǒng)為數(shù)字無線和控制電纜冗余傳輸方式，若當前通信方式出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動切換到另一種通信方式，并發(fā)出通訊報警，保障設備連續(xù)正常運行的同時，檢修時間也較為充裕。改造后效果明顯，可靠性提高。

6 結語

數(shù)字無線通信技術應用在移動斗輪機的聯(lián)鎖控制中，具有很強的適應性和可靠性，實現(xiàn)斗輪機非接觸式聯(lián)鎖控制[3]，最大限度地降低了移動磨損帶來的通訊故障風險。與原移動控制電纜組成冗余傳輸方式，大大提升了設備運行可靠性。

參考文獻

[1]邱恭安.現(xiàn)代數(shù)字無線通信傳輸技術的研究[D].昆明理工大學，2003.

[2]王福昌，熊兆飛，黃本雄.通信原理[M].北京：清華大學出版社，2006.

[3] 韓壽亮.無線聯(lián)鎖裝置的應用與分析[J].萊鋼科技，2013（5）：20-22.