黃二妮　浦紹旭　陳永清

摘要：目前很多電廠開(kāi)展了智能化改造，借助智能一體化操控技術(shù)，在確保供電安全及質(zhì)量的前提下，來(lái)實(shí)現(xiàn)電廠的無(wú)人值守。為了進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)人值守在電廠的應(yīng)用實(shí)效，本文以燃料及部分輔助崗位無(wú)人值守系統(tǒng)在廣東華電韶關(guān)熱電有限公司的實(shí)施為例，展開(kāi)較為深入的探究。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值守? 燃料管理信息? 發(fā)電企業(yè)

一、課題內(nèi)容

1.堆取料機(jī)

優(yōu)化公司現(xiàn)有煤場(chǎng)堆取料機(jī)的運(yùn)行操作方式，通過(guò)采用無(wú)線視頻監(jiān)控技術(shù)、先進(jìn)傳感器探測(cè)技術(shù)、和無(wú)線智能化自動(dòng)化控制技術(shù)，對(duì)堆取料機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，改造后的堆取料機(jī)控制系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)調(diào)車(chē)和自動(dòng)堆取料。

2.江邊泵房

優(yōu)化改造取水泵房，采用“遠(yuǎn)程監(jiān)控+視頻監(jiān)控+應(yīng)急廣播”綜合的方案，除可遠(yuǎn)程控制檢測(cè)設(shè)備外，還可全方位、無(wú)死角實(shí)時(shí)監(jiān)控補(bǔ)充水泵房?jī)?nèi)各區(qū)域的工作狀態(tài)、取水口水位等，大大提高了集控效率，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

3.尿素制備間

優(yōu)化改造尿素制備間的尿素取料與下料操作，由智能機(jī)械操作代替人工操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

二、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

根據(jù)堆取料機(jī)，水泵房與尿素制備間的區(qū)別，結(jié)合三者的功能需求，我們給出不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

1.堆取料機(jī)

堆取料機(jī)智能改造通訊系統(tǒng)說(shuō)明：

1.在堆、取料機(jī)上增加一套YL-ET2.4G5KM工業(yè)PLC無(wú)線通訊設(shè)備和一套YL-LINK5G 無(wú)線視頻監(jiān)控設(shè)備。

2.在綜合堆場(chǎng)內(nèi)安裝一個(gè)信號(hào)接收地面箱，和增加一套YL-ET2.4G5KM工業(yè)PLC無(wú)線通訊設(shè)備和一套YL-LINK5G 無(wú)線視頻監(jiān)控設(shè)備。

3.電力室敷設(shè)光纖到綜合堆場(chǎng)的地面信號(hào)接收箱內(nèi)，將取料機(jī)PLC與電力室內(nèi)工控電腦通訊。

4、為了提高智能化、無(wú)人值守、堆取料機(jī)防碰撞等目的，在堆料機(jī)和取料機(jī)上增加、更換和改善如下設(shè)備和傳感器。

2.江邊水泵房

PLC控制信號(hào)采用GPRS4G/5G網(wǎng)絡(luò)通訊，視頻監(jiān)控采用工業(yè)2.4G/5G無(wú)線以太網(wǎng)通訊。

項(xiàng)目采用“遠(yuǎn)程監(jiān)控 + 視頻監(jiān)控 + 應(yīng)急廣播”綜合的方案實(shí)現(xiàn)江邊泵房無(wú)人值守模式。

3.尿素制備間

就地與遠(yuǎn)端通過(guò)光纖或者無(wú)線信號(hào)進(jìn)行通訊，機(jī)器人工作技能集成在本身，感應(yīng)系統(tǒng)（如紅外識(shí)別、超聲波、圖像識(shí)別、防碰撞保護(hù)等）可本身集成，也可由外部?jī)x器輔助完成。

三、系統(tǒng)功能

1.視頻監(jiān)控

堆取料機(jī)重要監(jiān)視位置安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)采集堆取料機(jī)的同時(shí)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)視頻信息。

江邊水泵房增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)泵房?jī)?nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)2.4G/5G工業(yè)無(wú)線以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)泵房與廠區(qū)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)接。全方位、無(wú)死角實(shí)時(shí)監(jiān)控補(bǔ)充水泵房?jī)?nèi)各區(qū)域的工作狀態(tài)、取水口水位等，大大提高集控效率，全面實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

尿素制備間增加視頻監(jiān)控，對(duì)機(jī)器人的工作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)/無(wú)線傳送信號(hào)到控制室。機(jī)器的工作狀態(tài)，尿素的數(shù)量等信息實(shí)時(shí)記錄并保存，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

2.應(yīng)急廣播

針對(duì)泵房周邊區(qū)域無(wú)關(guān)人員作業(yè)威脅，可配套實(shí)施遠(yuǎn)程應(yīng)急廣播系統(tǒng)和安保監(jiān)控，一旦通過(guò)視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常情況，則及時(shí)呼叫驅(qū)離。

3.堆取料機(jī)位置定位

系統(tǒng)具備堆取料機(jī)的位置定位及顯示功能，通過(guò)編碼器、RFID等實(shí)時(shí)采集換算堆取料機(jī)的位置信息，為智能控制、防碰撞保護(hù)功能等作信息依據(jù)。采用高精度增量式編碼器實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)實(shí)時(shí)定位，PLC讀取編碼器脈沖信號(hào)換算為堆取料機(jī)準(zhǔn)確角度、位置，有斷電位置保持功能。

4.仰角監(jiān)測(cè)

通過(guò)傾角傳感器的數(shù)據(jù)采集，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)懸臂的傾斜情況。結(jié)合相應(yīng)編碼器信號(hào)情況，換算出堆取料機(jī)準(zhǔn)確角度、位置燈信息。

5.懸臂極限保護(hù)

增加懸臂俯仰角度傳感器，結(jié)合接近開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等傳感器，綜合實(shí)現(xiàn)懸臂升、降及上、下極限保護(hù)。同時(shí)軟件平臺(tái)具備極限角度監(jiān)測(cè)保護(hù)預(yù)警功能，提前預(yù)警。

6.運(yùn)行監(jiān)測(cè)

堆取料機(jī)的位置、各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各傳感器信號(hào)，通過(guò)PLC經(jīng)無(wú)線及光纖網(wǎng)絡(luò)，與中心控制室監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

兩個(gè)泵房?jī)?nèi)的就地控制信號(hào)通過(guò)GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)泵房控制PLC與廠區(qū)的控制中心數(shù)據(jù)對(duì)接。

尿素制備間的機(jī)器人工作狀態(tài)信號(hào)通過(guò)PLC經(jīng)光纖及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)送入控制室的操作臺(tái)，實(shí)時(shí)查看運(yùn)行畫(huà)面。

實(shí)現(xiàn)各運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警提醒、趨勢(shì)曲線查看等功能。

7.遠(yuǎn)程控制

本系統(tǒng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，解放現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力的目的，所以遠(yuǎn)程控制功能是必不可少的，通過(guò)各類傳感器的參數(shù)數(shù)據(jù)采集，結(jié)合控制需求定制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制及遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的目的。

四、實(shí)施效果

1.無(wú)人值守

實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程中控室內(nèi)，一個(gè)人能對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的堆取料機(jī)設(shè)備、江邊泵房設(shè)備、尿素取料下料裝置運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制、操作各設(shè)備各機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并監(jiān)視、判斷各運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的故障點(diǎn)，進(jìn)行維修指導(dǎo)等。

2.智能一鍵啟停

系統(tǒng)具備一鍵啟停功能，取料機(jī)實(shí)現(xiàn)中控一鍵智能自動(dòng)取料，堆料機(jī)實(shí)現(xiàn)中控遠(yuǎn)程一鍵自動(dòng)堆料的功能。按照預(yù)先設(shè)定或選擇的控制策略，實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行智能化堆取料的功能。

3.防碰撞保護(hù)

系統(tǒng)具備堆料機(jī)懸臂防碰撞功能，通過(guò)堆料機(jī)懸臂兩側(cè)加裝兩排無(wú)死角超聲波碰撞傳感器，實(shí)現(xiàn)防碰撞預(yù)警功能，并在低于安全距離的情況下實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖停機(jī)保護(hù)等功能。

4.豐富的顯示狀態(tài)

行走頻率給定，取料刮板頻率給定、堆取料機(jī)位置動(dòng)態(tài)顯示，堆料懸臂料位高低設(shè)置、自動(dòng)堆料上平移角度設(shè)定，自動(dòng)堆料中懸臂俯仰角設(shè)置、液壓系統(tǒng)油溫報(bào)警設(shè)置、皮帶啟動(dòng)、俯仰角上升下降等，左行走、右行走，中控開(kāi)燈、中控響鈴等現(xiàn)場(chǎng)所有的操作，中控都能控制。

5.聯(lián)動(dòng)控制

優(yōu)化泵房?jī)?nèi)的通風(fēng)風(fēng)機(jī)控制，機(jī)房空調(diào)控制，并且實(shí)現(xiàn)電廠內(nèi)遠(yuǎn)程泵房?jī)?nèi)機(jī)房的空調(diào)，實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)的溫度。

6.智能化控制模式

平臺(tái)軟件提供多功能智能化控制模式，同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求定制化控制模式等。

1）中控遠(yuǎn)程控制定點(diǎn)堆料;

2）中控遠(yuǎn)程控制往返堆料;

3）給定區(qū)間往返堆料;

4）給定位置定點(diǎn)堆料。

五、結(jié)論

通過(guò)火電廠燃料及部分輔助崗位無(wú)人值守探索研究項(xiàng)目的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)電廠全廠堆取料機(jī)，江邊泵房和尿素制備間的無(wú)人值守管理，系統(tǒng)從遠(yuǎn)程集中控制、運(yùn)行分析、人員管理等方面，結(jié)合信息化手段，實(shí)現(xiàn)全廠堆取料機(jī)，江邊泵房和尿素制備間三部分系統(tǒng)的無(wú)人值守，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)問(wèn)題實(shí)時(shí)有效便捷地處理，減少了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員投入，大大降低了人力資源管理投入成本。