火電廠燃料及部分輔助崗位無人值守研究

黃二妮　浦紹旭　陳永清

摘要：目前很多電廠開展了智能化改造，借助智能一體化操控技術，在確保供電安全及質量的前提下，來實現電廠的無人值守。為了進一步優化無人值守在電廠的應用實效，本文以燃料及部分輔助崗位無人值守系統在廣東華電韶關熱電有限公司的實施為例，展開較為深入的探究。

關鍵詞：無人值守? 燃料管理信息? 發電企業

一、課題內容

1.堆取料機

優化公司現有煤場堆取料機的運行操作方式，通過采用無線視頻監控技術、先進傳感器探測技術、和無線智能化自動化控制技術，對堆取料機控制系統進行升級改造，改造后的堆取料機控制系統將實現無人值守自動調車和自動堆取料。

2.江邊泵房

優化改造取水泵房，采用“遠程監控+視頻監控+應急廣播”綜合的方案，除可遠程控制檢測設備外，還可全方位、無死角實時監控補充水泵房內各區域的工作狀態、取水口水位等，大大提高了集控效率，實現無人值守。

3.尿素制備間

優化改造尿素制備間的尿素取料與下料操作，由智能機械操作代替人工操作，實現無人值守。

二、網絡架構

根據堆取料機，水泵房與尿素制備間的區別，結合三者的功能需求，我們給出不同的網絡架構。

1.堆取料機

堆取料機智能改造通訊系統說明：

1.在堆、取料機上增加一套YL-ET2.4G5KM工業PLC無線通訊設備和一套YL-LINK5G 無線視頻監控設備。

2.在綜合堆場內安裝一個信號接收地面箱，和增加一套YL-ET2.4G5KM工業PLC無線通訊設備和一套YL-LINK5G 無線視頻監控設備。

3.電力室敷設光纖到綜合堆場的地面信號接收箱內，將取料機PLC與電力室內工控電腦通訊。

4、為了提高智能化、無人值守、堆取料機防碰撞等目的，在堆料機和取料機上增加、更換和改善如下設備和傳感器。

2.江邊水泵房

PLC控制信號采用GPRS4G/5G網絡通訊，視頻監控采用工業2.4G/5G無線以太網通訊。

項目采用“遠程監控 + 視頻監控 + 應急廣播”綜合的方案實現江邊泵房無人值守模式。

3.尿素制備間

就地與遠端通過光纖或者無線信號進行通訊，機器人工作技能集成在本身，感應系統（如紅外識別、超聲波、圖像識別、防碰撞保護等）可本身集成，也可由外部儀器輔助完成。

三、系統功能

1.視頻監控

堆取料機重要監視位置安裝視頻監控系統，控制網絡監測采集堆取料機的同時，監控網絡實時監控現場視頻信息。

江邊水泵房增加視頻監控系統，對泵房內進行實時監控。通過2.4G/5G工業無線以太網實現泵房與廠區的視頻監控網絡對接。全方位、無死角實時監控補充水泵房內各區域的工作狀態、取水口水位等，大大提高集控效率，全面實現無人值守。

尿素制備間增加視頻監控，對機器人的工作進行實時監控，并通過有線網絡/無線傳送信號到控制室。機器的工作狀態，尿素的數量等信息實時記錄并保存，實現無人值守。

2.應急廣播

針對泵房周邊區域無關人員作業威脅，可配套實施遠程應急廣播系統和安保監控，一旦通過視頻監控發現異常情況，則及時呼叫驅離。

3.堆取料機位置定位

系統具備堆取料機的位置定位及顯示功能，通過編碼器、RFID等實時采集換算堆取料機的位置信息，為智能控制、防碰撞保護功能等作信息依據。采用高精度增量式編碼器實現堆取料機實時定位，PLC讀取編碼器脈沖信號換算為堆取料機準確角度、位置，有斷電位置保持功能。

4.仰角監測

通過傾角傳感器的數據采集，可實時監測懸臂的傾斜情況。結合相應編碼器信號情況，換算出堆取料機準確角度、位置燈信息。

5.懸臂極限保護

增加懸臂俯仰角度傳感器，結合接近開關、限位開關等傳感器，綜合實現懸臂升、降及上、下極限保護。同時軟件平臺具備極限角度監測保護預警功能，提前預警。

6.運行監測

堆取料機的位置、各設備運行狀態、各傳感器信號，通過PLC經無線及光纖網絡，與中心控制室監控平臺實現數據交換。

兩個泵房內的就地控制信號通過GPRS/4G網絡實現泵房控制PLC與廠區的控制中心數據對接。

尿素制備間的機器人工作狀態信號通過PLC經光纖及無線網絡送入控制室的操作臺，實時查看運行畫面。

實現各運行參數的實時顯示、報警提醒、趨勢曲線查看等功能。

7.遠程控制

本系統的主要目的是實現現場無人值守，解放現場勞動力的目的，所以遠程控制功能是必不可少的，通過各類傳感器的參數數據采集，結合控制需求定制，實現遠程手動控制及遠程自動控制的目的。

四、實施效果

1.無人值守

實現在遠程中控室內，一個人能對整個生產線的堆取料機設備、江邊泵房設備、尿素取料下料裝置運轉進行監測，控制、操作各設備各機構的運轉，并監視、判斷各運轉設備的故障點，進行維修指導等。

2.智能一鍵啟停

系統具備一鍵啟停功能，取料機實現中控一鍵智能自動取料，堆料機實現中控遠程一鍵自動堆料的功能。按照預先設定或選擇的控制策略，實現一鍵啟動自動運行智能化堆取料的功能。

3.防碰撞保護

系統具備堆料機懸臂防碰撞功能，通過堆料機懸臂兩側加裝兩排無死角超聲波碰撞傳感器，實現防碰撞預警功能，并在低于安全距離的情況下實現聯鎖停機保護等功能。

4.豐富的顯示狀態

行走頻率給定，取料刮板頻率給定、堆取料機位置動態顯示，堆料懸臂料位高低設置、自動堆料上平移角度設定，自動堆料中懸臂俯仰角設置、液壓系統油溫報警設置、皮帶啟動、俯仰角上升下降等，左行走、右行走，中控開燈、中控響鈴等現場所有的操作，中控都能控制。

5.聯動控制

優化泵房內的通風風機控制，機房空調控制，并且實現電廠內遠程泵房內機房的空調，實時檢測機房內的溫度。

6.智能化控制模式

平臺軟件提供多功能智能化控制模式，同時可根據現場需求定制化控制模式等。

1）中控遠程控制定點堆料;

2）中控遠程控制往返堆料;

3）給定區間往返堆料;

4）給定位置定點堆料。

五、結論

通過火電廠燃料及部分輔助崗位無人值守探索研究項目的建設，實現電廠全廠堆取料機，江邊泵房和尿素制備間的無人值守管理，系統從遠程集中控制、運行分析、人員管理等方面，結合信息化手段，實現全廠堆取料機，江邊泵房和尿素制備間三部分系統的無人值守，實現系統問題實時有效便捷地處理，減少了現場運維人員投入，大大降低了人力資源管理投入成本。