浙江浙能溫州發(fā)電有限公司 楊 勇

一種輸煤皮帶機(jī)無線測溫測振方案

浙江浙能溫州發(fā)電有限公司 楊 勇

本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),就輸煤皮帶機(jī)操作中常常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,分析了可能的原因。為進(jìn)一步推進(jìn)電廠智能化建設(shè),提高輸煤現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備檢修的自動(dòng)化水平,結(jié)合無線通信技術(shù),提供了一種輸煤皮帶機(jī)無線測溫測振方案,具有一定的應(yīng)用前景。

輸煤皮帶機(jī);無線;測溫測振

為進(jìn)一步推進(jìn)電廠智能化建設(shè),提高輸煤現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備檢修的自動(dòng)化水平,實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測,可有效預(yù)防因電機(jī)過熱而導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故,本文就此提出了一種輸煤皮帶機(jī)無線測溫測振方案。

1 概述

輸煤皮帶機(jī)在在運(yùn)行過程中,可能會(huì)因電機(jī)自身原因、電源原因、負(fù)載變化等原因,產(chǎn)生故障;在故障發(fā)生的同時(shí),通過監(jiān)測其溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù)的變化,可有效預(yù)防電機(jī)故障的發(fā)生。針對(duì)于輸煤皮帶機(jī)溫度的測量,可同時(shí)采用接觸式和非接觸式兩種測溫方式,在電機(jī)本體安裝接觸式測溫探頭;在電機(jī)旋轉(zhuǎn)部位安裝紅外測溫探頭;就地采用專用皮帶機(jī)測溫控制器,該控制器CPU采用高速DSP處理器,具備多路測溫通道,具備測溫補(bǔ)償、保護(hù)閥值設(shè)定等功能,此外,基于ZIGBEE的無線通信技術(shù),省去鋪設(shè)電纜的繁重工作。

所使用的測溫、測振傳感器均具有較高的防護(hù)等級(jí),滿足輸煤現(xiàn)場惡劣環(huán)境下使用要求;其電源具有輸入輸出短路、雷擊浪涌、過流、過溫保護(hù)等功能;滿足GB/T 17626-2006電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

2 系統(tǒng)說明

本系統(tǒng)由主控部分(上位機(jī)監(jiān)測)、就地測溫測振控制箱及相關(guān)附件組成。主控部分設(shè)在控制室,就地測溫測振控制箱安裝在皮帶機(jī)本體上。就地測溫測振控制箱通過ZIGBEE通信單元,將測得的溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù),利用ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制室。此外,配套的上位機(jī)監(jiān)測軟件,可實(shí)現(xiàn)全部監(jiān)測點(diǎn)的溫度顯示,具備溫度歷史曲線查詢、報(bào)警閥值設(shè)定、故障定位等功能。

2.1 主控部分

由ZIGBEE通信網(wǎng)關(guān)和計(jì)算機(jī)組成,其中ZIGBEE網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)返回?cái)?shù)據(jù)的匯總,并通過TCPIP協(xié)議,上傳至計(jì)算機(jī)監(jiān)測軟件。

2.2 就地測溫測振控制箱

就地測溫測振控制箱安裝在皮帶機(jī)本體上。它由測溫測振控制器、ZIGBEE通信卡、接觸式測溫探頭、非接觸式測溫探頭、測振傳感器及相關(guān)附件組成。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、防護(hù)等級(jí)高、安裝方便,被廣泛用于輸煤、化工等領(lǐng)域。

測溫測振控制器采用DSP處理芯片,兼具防浪涌,短路保護(hù)功能,內(nèi)部具有專門接口電路,特別適合皮帶機(jī)測溫測振。將該設(shè)備與ZIGBEE網(wǎng)關(guān)相連接,可實(shí)現(xiàn)就地控制器與遠(yuǎn)程控制室的通信互聯(lián)。

2.2.1 接觸式測溫傳感器

采用貼片式PT100測溫探頭,該溫度探頭便于安裝,測溫范圍-50---300攝氏度,且防護(hù)等級(jí)較高。pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成:傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻;信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成。

2.2.2 非接觸式測溫傳感器

采用德國歐普士紅外測溫探頭,該探頭響應(yīng)時(shí)間短,測溫范圍0---500攝氏度。大多數(shù)物體都會(huì)發(fā)射、反射和透射能量,只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當(dāng)紅外測溫儀測量表面溫度時(shí),儀器能接收到所有這三種能量。利用非接觸式紅外測溫探頭,可實(shí)時(shí)檢測輸煤皮帶機(jī)表面溫度場。及時(shí)采集電機(jī)運(yùn)行異常數(shù)據(jù)。

2.2.3 振動(dòng)傳感器

一體化振動(dòng)變送器是一款用于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸承振動(dòng)的就地變送器,又稱一體化振動(dòng)傳感器。它是一種對(duì)機(jī)器的絕對(duì)振動(dòng)測量,可安裝在機(jī)器的軸承座或機(jī)殼上,對(duì)機(jī)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)兩線制輸出4-20毫安的電流信號(hào),可直接供給控制室里的PLC或DCS等控制系統(tǒng)。如有因軸承磨損、軸承開裂、動(dòng)平衡不良以及不對(duì)中等因素引起的機(jī)器故障,一體化振動(dòng)變送器可提前監(jiān)測到故障提出報(bào)警,防止機(jī)器在不良狀況下繼續(xù)工作而造損壞,進(jìn)而帶來經(jīng)濟(jì)損失所采用傳感器靈敏度高,安裝簡單,可以有效地測得皮帶機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反饋至控制系統(tǒng)。

3 無線通信技術(shù)

相較于傳統(tǒng)無線技術(shù)ZigBee技術(shù)具有如下特點(diǎn):

(1)低功耗: 由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算, ZigBee設(shè)備僅靠兩節(jié)5號(hào)電池就可以維持長達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間,這是其它無線設(shè)備望塵莫及的。

(2)成本低:低成本對(duì)于ZigBee也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。

(3)時(shí)延短:通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短,因此Zig-Bee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應(yīng)用。

(4)網(wǎng)絡(luò)容量大:一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)節(jié)點(diǎn)。

本文采用了基于ZIGBEE技術(shù)的無線通信模塊。該模塊集成了符合ZIGBEE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器,它具有通訊距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)和特性;可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)之間的設(shè)備間數(shù)據(jù)的透明傳輸;可組成星型和 MESH型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

因電廠輸煤現(xiàn)場較廣,建筑物遮擋較為嚴(yán)重,有些無線節(jié)點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)可靠通信。ZIGBEE技術(shù)特有的自組網(wǎng)技術(shù),只需在中間設(shè)立中繼節(jié)點(diǎn),就可以很好解決無線信號(hào)遮擋的問題。

4 小結(jié)

本文提出了一種以Tzigbee技術(shù)為基礎(chǔ)的輸煤皮帶機(jī)無線測溫測振技術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)了輸煤皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)溫度數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集,并采用zigbee技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸方式。該方案結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、便于組網(wǎng),提高了生產(chǎn)效率,節(jié)省了大量人力物力。

[1]葉劍。探討無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)及維護(hù)[J]。數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2014, 23(12)。

[2]李正軍。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]。機(jī)械工業(yè)出版社。

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