斗輪機無線傳輸裝置故障分析及解決對策

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

但在近期，兩臺斗輪機開始出現聯鎖信號丟失的情況，一旦信號消失或抖動一下，3#皮帶機就會在聯鎖的作用下跳車，特別是在晚上的時候故障出現的比較頻繁，影響了斗輪機的正常上煤。針對這一問題，我們展開了一系列調查和分析。

1 無線傳輸裝置的工作方式

無線傳輸裝置的信號傳輸原理見圖1、圖2。

斗輪機上無線裝置 輸煤控制室無線裝置圖1 斗輪機信號傳輸原理圖

圖2 斗輪機信號空間傳輸示意圖

此無線裝置的技術參數如下：

電源電壓：AC 220 V

電源功率：9 W

接收靈敏度：105 dBm

響應速度：0.025 s

防護等級：IP65,8路開關量輸入，8路開關量輸出

2.3 拔管時間與術后睜眼時間 兩組拔管時間、術后睜眼時間比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

在兩臺斗輪機的本體分別安裝了1套無線接收裝置，在輸煤01C配電室安裝了共2套無線接收裝置，這兩地之間實現無線信號傳輸，01C配電室的兩套無線接收裝置接收到斗輪機的運行信號后，會把此信號傳給01C配電室的PLC子站，子站再把信號傳給輸煤控制室的主站PLC，同時主站PLC把3#皮帶的運行信號傳給斗輪機，在聯鎖運行方式下進行堆料，斗輪機的輪斗電機和懸臂皮帶啟動后，才允許3#皮帶啟動，斗輪機才可以進行堆料，如果輪斗電機和懸臂皮帶停止運行，或無線信號丟失，3#皮帶將停止運行，堆料停止；取料狀態時，首先啟動3#皮帶，再啟動斗輪機的懸臂皮帶機和輪斗電機，3#皮帶機運行信號丟失時，懸臂皮帶機和輪斗電機將會停止運行，取料停止，從而實現了斗輪機和3#皮帶之間的聯鎖。

2 故障現象

1)夜間信號丟失的頻次上升，斗輪機和3#皮帶機經常性的停機，停機后可以正常啟動，但是頻繁的啟停造成斗輪機效率下降，上煤的時間延長。

2)白天信號丟失的次數較少，影響較小，在夜間發生信號丟失后，白天檢修人員會對無線信號裝置進行長時間的監測，卻很少能夠監測到信號丟失的情況。

3)01C配電室子站PLC死機，造成信號無法傳輸。

3 故障分析

通過對上述故障現象進行分析，我們查找了幾種可能的故障原因。

1)無線傳輸裝置本身故障，這是首先進行懷疑的對象，于是我們進行了更換，經過一段時間的運行，發現還是沒有消除故障，原來的問題依然存在，無線傳輸裝置本身故障這一方面被排除。

2)PLC系統的故障，初步對主站PLC和子站PLC進行了監測，或是由于監測手段有限，沒有發現其它問題。

3)輸煤配電室3#皮帶機接觸器的輔助觸點和斗輪機上繼電器的觸點，有接觸不良的可能，于是我們采取相關技術手段一一進行排除，對所有的端子進行緊固，將兩個輔助觸點采用并接的方式，增大接觸面積，對使用時間較長的繼電器進行更換，采用雙接點并接的方式，經過一段時間的運行，發現故障還是不斷在夜間出現，這一方法沒有奏效。

4)外界信號的干擾，如果象對講機等大功率無線設備，或是其它設備，在使用時發出的電磁波如果頻率和斗輪機的無線裝置相近的話，一定會產生干擾，我們拿手頭的對講機進行測試，沒有發現明顯的干擾。

5)可能是我們采用的無線裝置先進度不夠，現使用的無線裝置是基于普通對講機的原理設計的，造價相對較低，會有一定時間的延遲，在某種信號的干擾下，可能會出現丟失信號的情況。現在市場上有另外一種性能更優越的無線裝置，在接收裝置接收不到發射裝置的信號時，接收裝置會向發射裝置申請再次發射信號，直到接收到對方的信號為止，這樣就可以很好的解決信號丟失的問題了，但是這樣的裝置最低的市場價格也在5萬元以上，造價偏高，在我們的周邊也沒有應用的案例和經驗。

4 制定解決方案

故障分析：正在使用的無線裝置的性能和特點，其工作方式：發射裝置連續性的發射信號，接收裝置連續性的接收信號，繼電器工作始終處在工作狀態，一旦發射裝置信號停止，接收裝置的繼電器立即釋放。從中我們發現一些端倪，也就是這種工作方式，會造成無線裝置被干擾的可能性很大，而且干擾過后，下一步的動作不會受到影響，這也正好和之前斗輪機經常性的停機，停機后還可以繼續工作是一一對應的。

解決方案：改變之前的工作方式，既：發射裝置發射信號，保持3 s，確保信號能夠發出，接收裝置接收到信號時，傳輸到PLC系統，在PLC里開發小程序，一旦接收到信號，既保持住此信號，只有接收到停止的信號，保持信號才釋放，這樣，接收裝置和發射裝置雙邊的PLC都以這樣的方式工作，中間有任何的干擾信號，都不會對聯鎖造成影響，可靠性大大提高。

5 聯鎖流程

根據以上分析，我們繪制了改造前后的聯鎖流程，見圖3、圖4。

圖3 改造前聯鎖流程

圖4 改造后聯鎖流程

為了能夠在PLC里實現短信號轉變為長信號，同時在接收到停止信號時長信號能夠停止，特編寫一段小程序，梯形圖見圖5。

圖5 PLC程序梯形圖

6 改造后的效果分析

6.1 工作可靠性提高

經過現場測試和使用，兩臺斗輪機無線裝置工作可靠性大大提高，夜間也沒有發現丟失信號而使斗輪機停車的情況，1#斗輪機運行正常，保證了鍋爐燃煤的供應，為公司的安全穩定運行奠定了基礎。

6.2 節約設備采購費用

如果直接采購更成熟先進的無線傳輸裝置，需要購買后臺電腦1臺，服務軟件1套，以及無線傳輸裝置1對，設備投資至少節約6萬元。