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斗轮堆取料机远程控制系统应用

摘要：随着社会经济的快速发展，科学技术也在发生深刻的变革，各类新兴科学与技术崛起并广泛地应用于各行各业中。电气自动化控制设备实现了设备的自动控制，大幅地提高了设备的智能化水平，生产效率大幅上升，便利了我们的生活，提升了我们的生活质量，为产业发展和社会经济的快速发展做出了重大贡献。设备的远程控制即能改善工作环境，又能提供工作人员的安全性。

关键词：远程控制；远程监测；无线通信；视频监测

人们对工作环境要求的提高以及对自身健康的关注，大部分人已不愿再从事一些环境恶劣且危险性高的工作。而条形、圆形封闭料场粉尘较多，长期在这种工作环境下势必会引起呼吸道炎，重者导致尘肺病。且部分现场出现过由于司机操作不当导致斗轮机侧翻，造成安全事故，危及生命安全和财产安全。因此斗轮堆取料机远程控制，改善操作人员工作环境具有重要意义。目前的人才市场，人力成本不断升高，采用远程控制一人多机操作，降低了人工成本。

远程控制系统的基本组成

远程控制系统是实现操作人员不用进入恶劣环境的煤场操作，可在程控室进行控制堆取料机进行堆料作业和取料作业。其中包括控制系统，远程通讯系统，安防检测系统，远程视频监视系统。

控制系统

远程控制系统

定位系统

远程控制系统架构图

控制系统

传统斗轮堆取料机控制系统的主要电气设备均集中在堆取料机机上电气室内，操作集中在斗轮堆取料机司机室操作台，由机上PLC接受操作人员的操作指令，经过PLC逻辑识别再输出给继电器、接触器、变频器等实现机上集中控制。

而远程控制系统则是将接收操作指令的接受输入端移出堆取料机司机室，不再局限于堆取料机本体机上，将其置于工作环境更好的程控室内，便可以让操作人员不在受限于堆取料机司机室内，脱离封闭煤场的恶劣环境。

远程控制则是在程控室设置远程控制主机，配备工业上位机，也可加设远程操作手柄式操作台。操作人员通过程控室的控制主机进行操作命令的输入，通过以太网或其它通讯协议进行数据传输，发送到斗轮堆取料机机上PLC，再由机上PLC进行识别执行，及实现作业任务的输入端与执行端进行分离。

程控室控制主机

程控室控制主机

光纤传输

继电器

堆取料机机上PLC

以太网交换机

以太网交换机

程控室PLC控制站

上位机控制平台

18#光纤收发器A

接触器

18#光纤收发器A

18#光纤收发器A

………

变频器

无线传输

手控操作平台

远程通讯系统

远程控制要想实现，首要解决问题就是远程通讯。

斗轮堆取料机和远程中控室的通讯，采用光纤通讯为主，无线通讯系统为辅助冗余配置通讯。当光线无法正常使用时，自动切换成无线通讯方式，避免造成机器跳停，致使生产任务推迟或者无法完成。

斗轮堆取料机斗轮堆取料机和远程中控室的无线通讯分为两个部分：

控制系统信号通讯

控制信号通信在远程控制系统中，连续和避免干扰是尤为重要的，为了进一步提高无线控制通讯的稳定，可以采取降低无线通讯带宽，提高无线通讯的抗干扰性和稳定性，还可以采用了跳频扩频技术，就是这个无线通讯是在不同频段传输数据的，它会自动识别最通畅的频段取传播数据，来保障通信的稳定和最优。

控制信号通信的稳定对堆取料机能够可控稳定运行尤为重要，一但发生通讯中断，机器将会处于不可控状态，为避免失控状态的发生，在堆取料机机上PLC系统和程控室远程控制主机系统分别设置通信检测机制，一旦发生检测通讯故障、通讯失败等将立即启动紧急停机以避免事故发生。

视频监控信号通讯

视频监控信号通讯由于其通讯数据量大，信号连续性保真性要求不高等特点，

采用高带宽通讯，以保证视频信号传输的流畅，避免视频卡顿、视频停滞。

安防检测系统

1、堆取料机防碰撞系统

鉴于封闭煤厂现场环境的客观因素，各并列布置的斗轮堆取料机悬臂相互之间，共轨布置斗轮堆取料机悬臂与前车尾车之间，从安全作业的角度出发，防碰撞系统的存在能有效地避免堆取料机在远程操作控制工作中发生不必要的碰撞。

多台斗轮堆取料机在同步作业的工况下，堆取料机之间的干涉碰擦和悬臂与料堆碰撞等严重安全事故的发生。防撞系统在后台保护堆取料机正常工作的同时也能实时把工作状态信号发送到远程监测系统。

软件保护系统由悬臂防撞系统、行走轨道防碰撞和中控防碰撞系统三个部分组成：

悬臂防撞系统采用两台超声波防撞仪，安装在悬臂前部左右两侧。主要用于悬臂左右两侧横向范围内的料堆以及与其他堆取料机的防碰检测。超声波测距仪通过测量发射单元到被测物体之间的距离值，并结合堆取料机大车行走、俯仰、回转信号采集系统的三维坐标数据，形成一个动态的扇形防护区域。防护区域可以根据实际情况设置成两级，一级预告警区域和二级紧急停车区域。

行走轨道防碰撞系统在行走台车及尾车尾部台车处分别设置超声波防撞仪，用以检测堆取料机行走轨道处，以防止煤场维护人员或临时维护工作人员误闯入，发生碰