斗轮机无线数传工程技术

斗轮机无线数传工程技术

巫志坚

（深圳妈湾电力有限公司518000）

摘要：本文详细介绍了妈湾电力有限公司输煤系统#1、#2斗轮机的无线数传系统，包括传统通讯拖缆系统存在的问题、无线数传系统组态、设备选型、方案实施等。

关键词：无线数传系统；斗轮机；输煤程控

深圳妈湾电力有限公司两台斗轮机之前均采用通讯拖缆系统实现与地面输煤程控系统间的电气联锁。近二十年的运行使得控制电缆老化损坏，电缆的绝缘下降，频繁出现联锁信号故障；给输煤系统的安全可靠运行带来了很大的隐患。

一、传统通讯拖缆系统

1.1.通讯拖缆系统拓扑结构

中控室输煤程控系统主控PLC为施耐德的ModiconQuantum系列产品，#1、#2斗轮机PLC控制系统是西门子（Siemens）S7-300系列产品。地面输煤程控系统#3远程I/O站和西部输煤PLC站与中控室主控PLC站之间通过光缆构建了一个以太网网络，#1斗轮机、#2斗轮机的控制信号以电气接点的方式通过通讯拖缆分别连接到#3远程I/O站和西部输煤PLC站，通过#3远程I/O站和西部输煤PLC站与输煤系统中控室主控PLC进行数据通信。

1.2通讯信号

对于斗轮机的分控PLC系统来说，与地面输煤程控系统主控PLC之间的通讯信号包括主控PLC发来的DI信号和斗轮机发给主控PLC的DO信号。

5个DI信号：堆料选中、取料选中、启动、地面皮带取料运行、急停；

5个DO信号：堆料运行、取料运行、堆取料位、取料允许、急停。

二、无线数传系统组态

在#1、#2斗轮机上部电气房各增加一个无线电台，经RS485电缆连接到斗轮机PLC控制系统新增加的CP340串口通信模块，在斗轮机PLC中增加对应的串口通信功能。输煤程控PLC做为无线通信的主控制器，采用RS232电缆将输煤程控PLC的主机140CPU43412A的Modbus端口连接到一台无线电台，再设计无线通信主控制程序，读取斗轮机的状态，并将控制指令发送给斗轮机。

三、斗轮机无线数传工程实施技术要点

1、＃1、#2斗轮机改造实施技术

1.1电台：在上部电气房PLC柜内安装无线电台1只；

1.2电源：安装220V输入12VDC1.9A直流电源1只及12V避雷器1只；

1.3天线：在斗轮机顶部平台安装2.4G的全向天线；

1.4馈线：从天线到上部电气房PLC柜敷设7/8”50欧姆馈线1跟，再配置馈线避雷器，经跳线连接到无线电台；

1.5通信设备：因#1斗轮机的PLC机架没有备用槽位，需要增加一个IO站，故增加ET200MIO站采用ProFibus总线通信接入斗轮机PLC，新站增加1块CP340串口通信模块，连接到无线电台；

#2斗轮机在司机室操作台的PLC机架增加1块CP340串口通信模块，连接到无线电台；

1.6修改PLC程序：增加串口通信的功能，修改PLC程序完成斗轮机采用无线通信与输煤程控系统连锁功能。硬接线信号和无线信号优先权选择：无线通信工作正常时采用无线数据，当3分钟没有收到输煤程控的数据，自动切换到硬接线控制。为了标识数据有效性特设定一个标志位，斗轮机每向输煤程控返回一次数据，程序将修改一次标识位。

1.7修改触摸屏画面：增加无线通信状态显示，系统连锁信号由原来的硬接线改为PLC确认的无线通信或硬件接线的信号。

2、输煤程控改造实施技术

2.1电台：在＃1远程站＃4程控柜内安装无线电台1只；

2.2电源：安装220V输入12VDC1.9A直流电源1只及12V避雷器1只；

2.3天线：在中控室楼顶安装2.4G的全向天线1只（1用1备）；

2.4馈线：从天线到上部电气房PLC柜敷设7/8”50欧姆馈线1跟，再配置馈线避雷器，经跳线连接到无线电台；

2.5通信设备：输煤程控PLC主机140CPU43412A的ModbusRS232连接到无线电台；

2.6修改PLC程序：增加1个XXMIT（串口数据通信）功能，按照＃1斗轮机读取数据、＃2斗轮机读取数据、向＃1斗轮机写数据、向＃2斗轮机写数据的顺序通信。输煤程控可以根据设定选择采用无线通信数据还是硬接线做为斗轮机的有效数据。PLC判断斗轮机无线通信的标识位，当连续5秒标注位没有变化则提示“无线通信中断”。

2.7修改iFIX监控画面：增加无线通信状态、尾车堆煤、尾车取煤、堆煤运行、取煤运行、下部三通向3AP、3BP、轮斗电流、悬臂皮带电流、尾车电流等。选择“无线通信”或“有线接入”的信号确认模式。输煤程控发送给斗轮机的信号有“允许取煤”、“允许堵煤”、“输煤程控急停”。

无线通讯配置图

3、电台配置

1主站（输煤程控端）配置

1.1用RS232直通电缆（9针D型，一端针型一端孔型，第2点到第8点直连）将电台对计算机的串口通信（如COM1）连接后，给电台供电，DC12V1A。

1.2运行“超级终端”程序（开始—程序—附件—通信—超级终端）选择接入电台端口（如COM1），参数选择19200每秒位数、8数据位、无校验位、1停止位、无数据流控制，点击菜单“呼叫”中的“呼叫”。

1.3按电台D型接口旁的按钮，计算机画面出现配置画面。

1.4输入0进入设置操作模式（SetOperationMode）选择2（PointToMultiPointMaster）一对多主站。按“ESC”返回主菜单。

1.5输入1进入设置通信速率（SetBaudRate）选择6（9600），输入“A”后输入“4”（8位数据、1位停止、偶校验），输入“B”后输入“1”（modbusRTU模式）。按“ESC”返回主菜单。

1.6输入2进入编辑通信录（EditCallBook），分别输入2台斗轮机电台的序列号（如241-1817，241-1794），选择“C”后再输入“A”表示可以与上面电台通信。按“ESC”返回主菜单。

1.7输入3进入编辑电台传送特性（EditRadioTransmissionCharacteristics），安装附图的信息修改。按“ESC”返回主菜单。

2从站（斗轮机端）配置

2.1用RS232直通电缆（9针D型，一端针型一端孔型，第2点到第8点直连）将电台对计算机的串口通信（如COM1）连接后，给电台供电，DC12V1A。

2.2运行“超级终端”程序（开始—程序—附件—通信—超级终端）选择接入电台端口（如COM1），参数选择19200每秒位数、8数据位、无校验位、1停止位、无数据流控制，点击菜单“呼叫”中的“呼叫”。

2.3按电台D型接口旁的按钮，计算机画面出现配置画面。

2.4输入0进入设置操作模式（SetOperationMode）选择3（PointToMultiPointSlave）一对从主站。按“ESC”返回主菜单。

2.5输入1进入设置通信速率（SetBaudRate）选择6（9600），输入“A”后输入“4”（8位数据、1位停止、偶校验），输入“B”后输入“1”（modbusRTU模式）。按“ESC”返回主菜单。

2.6输入2进入编辑通信录（EditCallBook），分别输入输煤程控的序列号（如240-2400，240-2168），选择“C”后再输入“A”表示可以与上面电台通信。按“ESC”返回主菜单。

2.7输入3进入编辑电台传送特性（EditRadioTransmissionCharacteristics），安装附图的信息修改。按“ESC”返回主菜单。

结语

无线传输技术目前已广泛应用于多种工业领域，本文详细介绍了一个无线传输技术在燃料输煤系统斗轮机上的应用实例，阐述了具体的改造实施方案。

应用无线数传系统替代原有的通讯拖缆系统，是完全可以实现斗轮机与地面输煤程控系统之间的数据联锁，工作可靠性高，而且具有更好的经济性。

参考文献：

[1]解庆增，姜道省，李庆义；PLC输煤程序控制系统的设计探讨[J].电气开关，2011年04期

[2]安留记，刘俊涛.小DCS集散控制技术在输煤系统中的应用研究[A].煤矿自动化与信息化[C]；2010年

[3]陈诗道，曲兴斌；斗轮机转盘电缆的故障分析及防范措施[A].2015.