一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案

浙江浙能溫州發電有限公司 楊 勇

一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案

浙江浙能溫州發電有限公司 楊 勇

本文結合實際生產,就輸煤皮帶機操作中常常出現的故障現象,分析了可能的原因。為進一步推進電廠智能化建設,提高輸煤現場機電設備檢修的自動化水平,結合無線通信技術,提供了一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案,具有一定的應用前景。

輸煤皮帶機;無線;測溫測振

為進一步推進電廠智能化建設,提高輸煤現場機電設備檢修的自動化水平,實現皮帶機運行溫度的實時監測,可有效預防因電機過熱而導致的安全生產事故,本文就此提出了一種輸煤皮帶機無線測溫測振方案。

1 概述

輸煤皮帶機在在運行過程中,可能會因電機自身原因、電源原因、負載變化等原因,產生故障;在故障發生的同時,通過監測其溫度、振動數據的變化,可有效預防電機故障的發生。針對于輸煤皮帶機溫度的測量,可同時采用接觸式和非接觸式兩種測溫方式,在電機本體安裝接觸式測溫探頭;在電機旋轉部位安裝紅外測溫探頭;就地采用專用皮帶機測溫控制器,該控制器CPU采用高速DSP處理器,具備多路測溫通道,具備測溫補償、保護閥值設定等功能,此外,基于ZIGBEE的無線通信技術,省去鋪設電纜的繁重工作。

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

2 系統說明

本系統由主控部分(上位機監測)、就地測溫測振控制箱及相關附件組成。主控部分設在控制室,就地測溫測振控制箱安裝在皮帶機本體上。就地測溫測振控制箱通過ZIGBEE通信單元,將測得的溫度、振動數據,利用ZIGBEE網絡傳輸至控制室。此外,配套的上位機監測軟件,可實現全部監測點的溫度顯示,具備溫度歷史曲線查詢、報警閥值設定、故障定位等功能。

2.1 主控部分

由ZIGBEE通信網關和計算機組成,其中ZIGBEE網關負責整個系統返回數據的匯總,并通過TCPIP協議,上傳至計算機監測軟件。

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、測振傳感器及相關附件組成。該產品結構緊湊、安全可靠、防護等級高、安裝方便,被廣泛用于輸煤、化工等領域。

測溫測振控制器采用DSP處理芯片,兼具防浪涌,短路保護功能,內部具有專門接口電路,特別適合皮帶機測溫測振。將該設備與ZIGBEE網關相連接,可實現就地控制器與遠程控制室的通信互聯。

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,且防護等級較高。pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用于工業過程溫度參數的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成:傳感器和信號轉換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻;信號轉換器主要由測量單元、信號處理和轉換單元組成。

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,該探頭響應時間短,測溫范圍0---500攝氏度。大多數物體都會發射、反射和透射能量,只有發射的能量能指示物體的溫度。當紅外測溫儀測量表面溫度時,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,可實時檢測輸煤皮帶機表面溫度場。及時采集電機運行異常數據。

2.2.3 振動傳感器

一體化振動變送器是一款用于在線實時監測旋轉機械軸承振動的就地變送器,又稱一體化振動傳感器。它是一種對機器的絕對振動測量,可安裝在機器的軸承座或機殼上,對機器進行實時監控,同時兩線制輸出4-20毫安的電流信號,可直接供給控制室里的PLC或DCS等控制系統。如有因軸承磨損、軸承開裂、動平衡不良以及不對中等因素引起的機器故障,一體化振動變送器可提前監測到故障提出報警,防止機器在不良狀況下繼續工作而造損壞,進而帶來經濟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振動數據,實時反饋至控制系統。

3 無線通信技術

相較于傳統無線技術ZigBee技術具有如下特點:

(1)低功耗: 由于ZigBee的傳輸速率低,發射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee設備非常省電。據估算, ZigBee設備僅靠兩節5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間,這是其它無線設備望塵莫及的。

(2)成本低:低成本對于ZigBee也是一個關鍵的因素。

(3)時延短:通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短,因此Zig-Bee技術適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。

(4)網絡容量大:一個星型結構的Zigbee網絡最多可以容納254個節點。

本文采用了基于ZIGBEE技術的無線通信模塊。該模塊集成了符合ZIGBEE協議標準的射頻收發器和微處理器,它具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網靈活等優點和特性;可實現一點對多點及多點對多點之間的設備間數據的透明傳輸;可組成星型和 MESH型的網狀網絡結構。

因電廠輸煤現場較廣,建筑物遮擋較為嚴重,有些無線節點無法實現可靠通信。ZIGBEE技術特有的自組網技術,只需在中間設立中繼節點,就可以很好解決無線信號遮擋的問題。

4 小結

本文提出了一種以Tzigbee技術為基礎的輸煤皮帶機無線測溫測振技術方案,實現了輸煤皮帶機運行時溫度數據和振動數據的采集,并采用zigbee技術作為數據傳輸方式。該方案結構簡單、集成度高、便于組網,提高了生產效率,節省了大量人力物力。

[1]葉劍。探討無線網絡設備建設及維護[J]。數字技術與應用,2014, 23(12)。

[2]李正軍。計算機控制技術[M]。機械工業出版社。

[3]葛廣英。ZigBee原理、實踐及應用[M]。清華大學出版社。