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摘要：本文主要阐述了叶轮给煤机载波智能控制系统的原理、组成及应用，以及其在实际应用中遇到的主要问题和解决的措施。叶轮给煤机载波智能控制经过在大唐桂冠合山发电有限公司火力发电厂实践运行，消除了叶轮给煤机故障隐患，减少了叶轮给煤机叶轮驱动电动机的耗电量，增加了系统可靠性和操作的灵活性。同时提高了配煤掺烧的合格率，也是给企业增加效益的重要技术手段。
关键词：低压电力线载波；变频调速；智能控制器；抗干扰；叶轮给煤机
1.系统概况
大唐桂冠合山发电有限公司11号缝隙式卸煤沟由新、老两部分卸煤沟组成，各有四台叶轮给煤机（即新、老甲/乙组各两台），叶轮给煤机的工作电源及其与胶带输送机的联锁是通过拖缆来实现的。由于生产需要，新老卸煤沟要进行贯通。贯通后的11号甲/乙胶带输送机将各有四台叶轮给煤机，原受电和联锁方式将不能满足现场需要。
2.改造前我公司叶轮给煤机控制系统存在的问题
2.1由于拖缆随叶轮给煤机一起移动，甲/乙组中间的两台叶轮给煤机因拖缆的存放位置的影响，两车道每趟将约少卸六个火车皮的来煤。
2.2由于同一台叶轮给煤机通过动力拖缆和控制拖缆来提供工作电源和联锁信号，并夹在同一个电缆滑车上随叶轮给煤机一起移动，重量过大，且卸煤沟环境比较恶劣，使得电缆滑车损坏率很高，经常拉断拖缆，造成叶轮给煤机无法运行，且极易造成人身伤害。
2.3由于动力拖缆与控制拖缆平行距离过长，偶合电压很大，电流干扰大，在操作时会产生拒动或误动现象，无法实现远方操作。
2.4原系统的远方控制方式无法与输煤程控系统相连接，使叶轮给煤机的运行不能纳入输煤程控系统的统一管理，造成设备运行管理上的不统一，也不能使运行人员摆脱高粉尘环境对其身体的危害。
由于存在以上问题，该设备的电气控制和驱动部分在使用过程中，故障率较高，维护量偏大，远达不到设计的使用效果。为了使叶轮給煤机能够接入输煤程控系统，并在其主机的管理下，科学、稳定、有序的运行，减少故障率，我公司于2012年02月采用叶轮给煤机载波智能控制系统对叶轮给煤机的电气控制系统进行了技术改造。
3.叶轮给煤机载波智能控制系统的工作原理
叶轮给煤机主要由拨煤叶轮和行走机构组成，拨煤叶轮负责设备出力，靠变频器控制叶轮电动机转速完成出力调整，行走机构负责设备前后移动，控制其电机正反转工频运行实现拨煤范围。叶轮给煤机载波智能控制系统的任务是通过计算机的智能控制，采用电力载波的通讯方式，指令就地控制装置完成以上动作，按照预置的工作方式，实现叶轮给煤机的远距离程序控制。
4.叶轮给煤机载波智能控制系统的构成
本系统由主控部分、就地控制站、载波远程站组成。主控部分设在主控室，由工控机和智能数传机构成。就地控制站安装在设备本体上，载波远程站安装在就地输煤胶带输送机端部。每台智能数传机可带16台就地控制站。智能数传机通过RS-485通讯与载波远程站和就地控制站组成主从式通讯控制网络，实现在主控室内通过操作主机控制与监视现场的叶轮给煤机的运行（系统图见附图1）。
附图1
4.1主控部分
由两台工控机（主机——互为备用）和一台载波智能数传机组成。
工控机负责整个系统的运行管理，它是在WIMDOWS系统下，加载C++Builder形成的软件平台基础上，在其显示器上构成的组态动画。智能数传机与主机为网络通讯，智能数传机与载波远程站为RS485通讯。根据现场发回的数据信息，模拟现场的叶轮给煤机的运行状态及建立操作台，控制、操作叶轮给煤机的运行。实际上工控机为系统提供了一种人---机界面（附图2、3）：
附图2
附图3
4.2 就地控制站
就地控制站分手动部分和自动部分：
4.2.1手动部分
手动部分只能在现场操作就地控制站箱门上的操作按钮，来执行叶轮给煤机的单步动作，这部分具有硬件联锁及对叶轮电机、行走电机过载及短路保护功能。
4.2.2自动部分
这部分是以单片机为核心组成的具有16路开入、8路开出及2路模拟量输入输出的智能控制系统。在自动运行时，它通过电力载波通讯部分，接受主机的控制指令及向主机发送叶轮给煤机现场工作的状态信息，同时在它的程序存贮器中存有不同的控制方式，故障报警及完善的运行保护体系，以保障叶轮给煤机在自动状态下的安全运行。
如下附图4所示。
附图4
4.3 载波远程站部分
这部分的功能是完成主控部分与就地控制站之间的信号传输转换，它由RS232-RS485转换器、载波通讯转发器等组成。
4.4通讯过程
当主机发出控制命令后，通过智能数传机调制成485信号传到载波远程站，载波远程站内的载波通讯转发器以FSK方式将主机的控制命令调制成电力载波信号，通过结合滤波器，将此信号加载到电力线中的50Hz周波上。在就地控制站的动力电源端，通过结合滤波器，就地部分的编码解码器将电力载波信号解调成二进制串行通讯码，传送到就地控制站的单片机中。
就地控制站将叶轮给煤机的运行状态信号反馈给主机时的过程与上述相反。
4.5 反射式车位定位系统
反射式车位定位系统由数字协处理器、位置感应器、位置发生器等组成。数字协处理器、位置感应器安装在就地控制站，随叶轮给煤机一起移动；位置发生器每3米间隔安装在叶轮给煤机移动范围沿线。当随叶轮给煤机一起移动的位置感应器经过位置发生器时，位置发生器将自身固有的位置信息发送给位置感应器，位置感应器将得到的新的位置信息发送给数字协处理器，经过数字协处理器的处理得到叶轮给煤机的工作位置。 5.叶轮给煤机载波智能控制系统在实际应用中遇到的主要问题及解决的措施
在设备投入试运行初期，载波通讯的故障率较高，已影响到设备的正常运行。经用扫频仪对网络进行扫描测试发现，在150K—800K频段范围内噪声最强，并且在所有电力载波调制解调器处于接收状态时，已有噪声数据从RX端输出。
我们采取如下两方面的措施加以解决，使噪声得到有效抑制：
5.1在硬件上加装噪声滤波器。
5.2对噪声干扰的软件措施：
5.2.1引入同步码。在编程时，当接收到同步码时才开始数据的正式接收。
5.2.2载波模块发送数据时，使能端R/T应提前变成低电平（发送状态），以提前一个字节的发送时间为宜。
5.2.3当数据发送完毕，检测到TI标志位为1时，再延时一个字节的发送时间使R/T置高电平。因为此时仅仅表示单片机可以处理下面欲发送的数据，而当前数据并未完全移位送出。
6.叶轮给煤机载波智能控制系统在我公司应用的效果
通过主机显示屏上的组态画面，操作员在主控室内操作鼠标即可完成对叶轮给煤机的如下设置：
6.1在主机显示器上按选定运行方式（定点/前行/后行）控制叶轮给煤机的启动、停止。
6.2在主机显示器上调整叶轮拨煤电机转速。
6.3在主机显示器上显示叶轮给煤机的运行状态：
叶轮旋转及实际转速；给煤机行走方向；给煤机行走位置；给煤机工作方式：手动/自动。
6.4在主机显示器上显示故障信息：
行走故障；叶轮旋转故障；位置传感故障；通讯故障；极限相撞。
6.5多机运行：每侧皮带的几台叶轮给煤机可同时运行，系统根据其行走位置，自动调整叶轮给煤机的行走过程。
6.6区间运行：每台叶轮给煤机均可在各自的有效运行范围内设置区间运行。
6.7皮带联锁：当皮带不运行时，叶轮给煤机不能启动；当叶轮给煤机正在运行时皮带停转，叶轮给煤机随即停机。
6.8故障数据库：按故障发生时间、顺序记录故障性质。
叶轮给煤机载波智能控制系统在我公司的使用，彻底改变了叶轮给煤机传统的操作、控制模式，利用电力载波通讯及计算机组态、控制技术，实现了叶轮给煤机远方程序控制，解决了高粉尘环境对工人身体危害的问题，实现了现场无人职守，使叶轮给煤机在输煤程控系统的管理下安全、有序运行。
7、结束语
该系统投入使用两年多来，运行稳定，操作简便、直观，故障率低，为科学配煤掺烧提供了条件，也为我公司输煤系统的安全、稳定生产做出了贡献。
参考文献
[1]《微型计算机技术及应用》-----清华大学出版社
[2]《电子电路实用抗干扰技术》-----人民邮电出版社
[3]《输电线载波通道》-----中国电力出版社
关键词：低压电力线载波；变频调速；智能控制器；抗干扰；叶轮给煤机
1.系统概况
大唐桂冠合山发电有限公司11号缝隙式卸煤沟由新、老两部分卸煤沟组成，各有四台叶轮给煤机（即新、老甲/乙组各两台），叶轮给煤机的工作电源及其与胶带输送机的联锁是通过拖缆来实现的。由于生产需要，新老卸煤沟要进行贯通。贯通后的11号甲/乙胶带输送机将各有四台叶轮给煤机，原受电和联锁方式将不能满足现场需要。
2.改造前我公司叶轮给煤机控制系统存在的问题
2.1由于拖缆随叶轮给煤机一起移动，甲/乙组中间的两台叶轮给煤机因拖缆的存放位置的影响，两车道每趟将约少卸六个火车皮的来煤。
2.2由于同一台叶轮给煤机通过动力拖缆和控制拖缆来提供工作电源和联锁信号，并夹在同一个电缆滑车上随叶轮给煤机一起移动，重量过大，且卸煤沟环境比较恶劣，使得电缆滑车损坏率很高，经常拉断拖缆，造成叶轮给煤机无法运行，且极易造成人身伤害。
2.3由于动力拖缆与控制拖缆平行距离过长，偶合电压很大，电流干扰大，在操作时会产生拒动或误动现象，无法实现远方操作。
2.4原系统的远方控制方式无法与输煤程控系统相连接，使叶轮给煤机的运行不能纳入输煤程控系统的统一管理，造成设备运行管理上的不统一，也不能使运行人员摆脱高粉尘环境对其身体的危害。
由于存在以上问题，该设备的电气控制和驱动部分在使用过程中，故障率较高，维护量偏大，远达不到设计的使用效果。为了使叶轮給煤机能够接入输煤程控系统，并在其主机的管理下，科学、稳定、有序的运行，减少故障率，我公司于2012年02月采用叶轮给煤机载波智能控制系统对叶轮给煤机的电气控制系统进行了技术改造。
3.叶轮给煤机载波智能控制系统的工作原理
叶轮给煤机主要由拨煤叶轮和行走机构组成，拨煤叶轮负责设备出力，靠变频器控制叶轮电动机转速完成出力调整，行走机构负责设备前后移动，控制其电机正反转工频运行实现拨煤范围。叶轮给煤机载波智能控制系统的任务是通过计算机的智能控制，采用电力载波的通讯方式，指令就地控制装置完成以上动作，按照预置的工作方式，实现叶轮给煤机的远距离程序控制。
4.叶轮给煤机载波智能控制系统的构成
本系统由主控部分、就地控制站、载波远程站组成。主控部分设在主控室，由工控机和智能数传机构成。就地控制站安装在设备本体上，载波远程站安装在就地输煤胶带输送机端部。每台智能数传机可带16台就地控制站。智能数传机通过RS-485通讯与载波远程站和就地控制站组成主从式通讯控制网络，实现在主控室内通过操作主机控制与监视现场的叶轮给煤机的运行（系统图见附图1）。
附图1
4.1主控部分
由两台工控机（主机——互为备用）和一台载波智能数传机组成。
工控机负责整个系统的运行管理，它是在WIMDOWS系统下，加载C++Builder形成的软件平台基础上，在其显示器上构成的组态动画。智能数传机与主机为网络通讯，智能数传机与载波远程站为RS485通讯。根据现场发回的数据信息，模拟现场的叶轮给煤机的运行状态及建立操作台，控制、操作叶轮给煤机的运行。实际上工控机为系统提供了一种人---机界面（附图2、3）：
附图2
附图3
4.2 就地控制站
就地控制站分手动部分和自动部分：
4.2.1手动部分
手动部分只能在现场操作就地控制站箱门上的操作按钮，来执行叶轮给煤机的单步动作，这部分具有硬件联锁及对叶轮电机、行走电机过载及短路保护功能。
4.2.2自动部分
这部分是以单片机为核心组成的具有16路开入、8路开出及2路模拟量输入输出的智能控制系统。在自动运行时，它通过电力载波通讯部分，接受主机的控制指令及向主机发送叶轮给煤机现场工作的状态信息，同时在它的程序存贮器中存有不同的控制方式，故障报警及完善的运行保护体系，以保障叶轮给煤机在自动状态下的安全运行。
如下附图4所示。
附图4
4.3 载波远程站部分
这部分的功能是完成主控部分与就地控制站之间的信号传输转换，它由RS232-RS485转换器、载波通讯转发器等组成。
4.4通讯过程
当主机发出控制命令后，通过智能数传机调制成485信号传到载波远程站，载波远程站内的载波通讯转发器以FSK方式将主机的控制命令调制成电力载波信号，通过结合滤波器，将此信号加载到电力线中的50Hz周波上。在就地控制站的动力电源端，通过结合滤波器，就地部分的编码解码器将电力载波信号解调成二进制串行通讯码，传送到就地控制站的单片机中。
就地控制站将叶轮给煤机的运行状态信号反馈给主机时的过程与上述相反。
4.5 反射式车位定位系统
反射式车位定位系统由数字协处理器、位置感应器、位置发生器等组成。数字协处理器、位置感应器安装在就地控制站，随叶轮给煤机一起移动；位置发生器每3米间隔安装在叶轮给煤机移动范围沿线。当随叶轮给煤机一起移动的位置感应器经过位置发生器时，位置发生器将自身固有的位置信息发送给位置感应器，位置感应器将得到的新的位置信息发送给数字协处理器，经过数字协处理器的处理得到叶轮给煤机的工作位置。 5.叶轮给煤机载波智能控制系统在实际应用中遇到的主要问题及解决的措施
在设备投入试运行初期，载波通讯的故障率较高，已影响到设备的正常运行。经用扫频仪对网络进行扫描测试发现，在150K—800K频段范围内噪声最强，并且在所有电力载波调制解调器处于接收状态时，已有噪声数据从RX端输出。
我们采取如下两方面的措施加以解决，使噪声得到有效抑制：
5.1在硬件上加装噪声滤波器。
5.2对噪声干扰的软件措施：
5.2.1引入同步码。在编程时，当接收到同步码时才开始数据的正式接收。
5.2.2载波模块发送数据时，使能端R/T应提前变成低电平（发送状态），以提前一个字节的发送时间为宜。
5.2.3当数据发送完毕，检测到TI标志位为1时，再延时一个字节的发送时间使R/T置高电平。因为此时仅仅表示单片机可以处理下面欲发送的数据，而当前数据并未完全移位送出。
6.叶轮给煤机载波智能控制系统在我公司应用的效果
通过主机显示屏上的组态画面，操作员在主控室内操作鼠标即可完成对叶轮给煤机的如下设置：
6.1在主机显示器上按选定运行方式（定点/前行/后行）控制叶轮给煤机的启动、停止。
6.2在主机显示器上调整叶轮拨煤电机转速。
6.3在主机显示器上显示叶轮给煤机的运行状态：
叶轮旋转及实际转速；给煤机行走方向；给煤机行走位置；给煤机工作方式：手动/自动。
6.4在主机显示器上显示故障信息：
行走故障；叶轮旋转故障；位置传感故障；通讯故障；极限相撞。
6.5多机运行：每侧皮带的几台叶轮给煤机可同时运行，系统根据其行走位置，自动调整叶轮给煤机的行走过程。
6.6区间运行：每台叶轮给煤机均可在各自的有效运行范围内设置区间运行。
6.7皮带联锁：当皮带不运行时，叶轮给煤机不能启动；当叶轮给煤机正在运行时皮带停转，叶轮给煤机随即停机。
6.8故障数据库：按故障发生时间、顺序记录故障性质。
叶轮给煤机载波智能控制系统在我公司的使用，彻底改变了叶轮给煤机传统的操作、控制模式，利用电力载波通讯及计算机组态、控制技术，实现了叶轮给煤机远方程序控制，解决了高粉尘环境对工人身体危害的问题，实现了现场无人职守，使叶轮给煤机在输煤程控系统的管理下安全、有序运行。
7、结束语
该系统投入使用两年多来，运行稳定，操作简便、直观，故障率低，为科学配煤掺烧提供了条件，也为我公司输煤系统的安全、稳定生产做出了贡献。
参考文献
[1]《微型计算机技术及应用》-----清华大学出版社
[2]《电子电路实用抗干扰技术》-----人民邮电出版社
[3]《输电线载波通道》-----中国电力出版社