電力線載波通信系統在電廠輸煤系統中的應用

程曼波

（山西漳山發電有限責任公司，山西 長治 046021）

電力線載波通信系統是火電廠輸煤程控系統的一個組成部分，它利用葉輪給煤機的動力電源實現數據通信，解決了燃煤電廠煤溝內的遠程數據通信難題，是輸煤程控給煤機通信較好的解決方案之一。

電力線載波通信系統能夠提供一個透明的遠程數據傳輸通道，它由三部分組成：電力線調制解調器、信號轉換器和電力線耦合器。

一、電力線載波通信系統的應用

漳山電廠輸煤系統安裝有三臺葉輪給煤機，分別安裝在翻車機煤斗下方和汽車卸煤溝下方。其功能是通過可變頻調速的傳動系統帶動葉輪轉動，伸進煤溝底部縫隙中的葉輪爪將煤均勻撥到運行皮帶上運輸到指定地點。葉輪給煤機載波供電線路布置見圖1。

1.電力線載波通信系統（見圖2、3）

載波通信系統由電力線調制解調器、信號轉換器、耦合器三部分組成。對于所需控制的設備，載波機都需要與耦合器一起（主—從）配對使用，信號轉換器是完成A/D、D/A和開關量的轉換，根據用戶設備接口而定，使用時也需要（主—從）配對。

（1）電力線調制解調器又稱數字載波機，它可以將數字信號轉換成一定波形和幅值的模擬信號，經耦合器加載到電力線上，通過電力線傳輸到相對應的另一臺載波機，再由它將信號解析出來。

（2）信號轉換器具有模擬量、開關量的輸入與輸出的轉換功能，可接收設備的直流24V開關量輸入信號及4～20mA模擬量輸入信號，并將這些信號轉換成數字信號送至主載波機。同時轉換器還可以將從載波機接收到的數字信號轉換成干觸點的開關量輸出信號及4～20mA模擬量輸出信號。配合PLC、變頻器、電機等監控設備完成數據的采集和控制作用。

（3）電力線耦合器可將載波信號放大并耦合到380V以下的電力線上，也可接收電力線上載波信號，經濾波后送入載波機，具有阻抗匹配、信號轉換等功能。

2.系統的功能

通過以上連接方式能夠實現對葉輪給煤機的遠方控制，極大提高了生產效率，并且保證了生產的安全可靠性。在程控畫面上可以觀察到葉輪給煤機的各項數據，包括啟停狀態、行走狀態、轉速情況以及各項報警信息，而且可以根據實時數據的刷新采取下一步的動作，控制葉輪給煤機的啟動或停止、前行或后退、轉速的調整以及確認各項報警。工作現場可以做到無人看守，值班人員可以定時巡檢現場皮帶機、葉輪給煤機等，充分體現了設備的自動化程度。

二、存在的問題及應對措施

電力線載波通信系統經過近1年的使用，總體效果良好，但也存在一些問題，對此進行了改進。

（1）載波通信速度較慢，因存在發送與接收的通信，一般響應時間約為8s，最長達14s，所以不能控制需要精準動作的設備，如遇到葉輪給煤機的葉輪爪被大型物件卡死等，不能及時反應。因此在實際運行中，應在葉輪給煤機沿線安裝全方位的工業電視監視系統以及充足的照明，以便運行人員監視工況；在葉輪給煤機變頻器中設置多項保護參數，以實現自身保護，使設備在突發情況下不受損壞。

（2）載波通信系統在突然失電的情況下接收不到回波，不能自動刷新當前值，而是繼續以失電瞬間的數據向上位機反饋，同時上位機發出的指令也不能執行，只有斷掉遠方載波電源并重新送電或者就地使載波裝置重新帶電時，才能使當前數據刷新。針對這一情況，在控制系統下位程序中對葉輪給煤機反饋超時不刷新做了一個條件判斷，并且在上位進行報警，提示運行人員注意。

（3）由于載波技術屬于無線通信方式，技術含量較高，再加上生產廠家技術保密，在設備出現問題時檢修效率受到相當大的影響。因此在與生產廠家交流之后，安排了技術培訓，并且指導訂購備品配件，保證了在最短的時間內使設備恢復運行。

（4）輸煤程序調試階段，出現葉輪給煤機無法受控或指令與反饋不同的現象。針對這類情形，將原有指令改為長指令，解決了問題。

三、結語

電力線載波通信系統作為傳輸通道的傳播方式，極大地提高了自動化控制程度；節省了需要敷設大量電纜的費用。這項技術在漳山電廠的應用，充分考慮了場地、設備、生產運行等多方面條件，經過調試階段以及近1年的運行，已經逐步趨于穩定，證明了載波通信的優越性能。