集控智能牽引場一體化系統的研究

劉建鋒 高曉莉 李林峰

（河南電力博大科技有限公司，河南 鄭州450000）

1 概述

牽張機是架空輸電線路施工的主要牽引設備，目前國內在特高壓線路施工時多使用多臺牽引機同時牽引，解決大牽引的施工需要，施工時需要多人協調配合；設備同時牽引作業現場設備噪音大，施工環境惡劣。針對這種現狀，本文進行了對牽張設備實行集中智能控制、多工況組合的集控智能牽張場一體化系統研究。

2 主要結構設計

結合輸電線路現場的實際工況和施工要求，整機采用分體式，由一套動力中心、兩套執行單元、一套集控平臺包含視頻監控、操控單元組成。

圖1 整體布局

該系統由變頻電機為動力源，實現兩臺280kN 牽引機同時牽引作業。可一名或兩名操作人員在集控平臺內完成兩臺280kN 牽引機的操控。

執行單元主要由機架、牽引輪、減速器馬達、出線導輥、尾繩夾緊裝置、液壓升降自卷式收繩裝置等組成。由牽引輪組、兩套減速器馬達組成末級齒輪傳動，馬達將動力中心輸出的靜液壓能轉換為機械能，馬達轉動，驅動減速器轉動，從而通過末級傳動，驅動牽引輪，完成牽引機的牽引送線。

視頻監控系統采用有線控制方式，主要由攝像機、攝像機安裝支架、電纜、高清錄像機、顯示器等組成。攝像機布置在牽引機旁，分別對兩臺牽引機牽引輪、收繩裝置進行攝像。高清錄像機、顯示器安裝在操控單元控制室內，攝像機將視頻信號通過電纜傳輸至高清錄像機，高清錄像機進行數據處理及存儲，通過顯示器顯示現場畫面。

操控單元由電纜、控制室、空調系統、視頻監控顯示裝置組成。電纜、控制室之間采用電氣航插連接，方便拔插；控制室內設有空調、操作臺、座椅等。

動力中心由兩臺變頻電機、液壓泵、油箱、散熱器等組成，它將電機的機械能通過液壓泵轉換為靜液壓能，為執行單元提供動力。油箱、散熱器作為液壓系統的輔助元件，分別為液壓系統存儲液壓油、冷卻系統油溫。

3 集成控制系統研究

牽引機的控制指令經過PLC 控制器計算，將開關信號、PWM模擬信號轉換為CAN 總線信號，通過電纜輸送至執行單元、動力中心PLC 控制器，通過執行單元、動力中心PLC 控制器將CAN 總線信號轉換為原來的開關信號、PWM模擬信號，控制相關電磁閥、比例閥、變量泵，相反，執行單元、動力中心的電磁閥、比例閥、變量泵、壓力傳感器、電機參數等反饋信號經過等執行單元、動力中心PLC 控制器轉換為CAN 總線信號，通過電纜輸送至操控單元PLC 控制器，經過運算處理，傳輸至顯示器、指示燈等。

集控平臺操控單元由電纜、控制室、空調系統、視頻監控顯示裝置組成。兩臺電機參數分別使用兩臺5 寸彩色液晶顯示屏顯示，主要顯示變頻器給定速度、輸出電壓有效值、輸出電流有效值、母線電壓、散熱器溫度等；液壓系統參數分別使用兩臺7寸彩色液晶顯示屏顯示，主要顯示液壓油溫、液壓系統壓力、牽引力等參數。使操作人員更好的了解設備的工作狀況，能夠更加及時的判斷設備是否運行正常。

圖2 CAN 控制原理圖

圖3 操控單元人機對話界面示意圖

4 結論

本文針對滿足多臺牽張設備集中控制的集控系統進行研究，開發了大噸位、大輪徑、分體式、智能控制牽引場一體化技術，將目前受到制約的工作裝置分離出來。其解決了在大牽引施工條件下需要多人配合，作業環境設備噪音大，施工現場空氣污染嚴重等問題；改善了操作人員的工作環境質量，提高了機械化施工水平。研發的集成操控系統可以完成多臺牽引機、張力機的集中控制，自動化、通用化程度高，降低現場作業人員勞動強度，提高過程監控效能，體現了施工節約、環境友好目的，推廣應用前景廣闊。