火电厂燃料及部分辅助岗位无人值守研究

黄二妮　浦绍旭　陈永清

摘要：目前很多电厂开展了智能化改造，借助智能一体化操控技术，在确保供电安全及质量的前提下，来实现电厂的无人值守。为了进一步优化无人值守在电厂的应用实效，本文以燃料及部分辅助岗位无人值守系统在广东华电韶关热电有限公司的实施为例，展开较为深入的探究。

关键词：无人值守  燃料管理信息  发电企业

一、课题内容

1.堆取料机

优化公司现有煤场堆取料机的运行操作方式，通过采用无线视频监控技术、先进传感器探测技术、和无线智能化自动化控制技术，对堆取料机控制系统进行升级改造，改造后的堆取料机控制系统将实现无人值守自动调车和自动堆取料。

2.江边泵房

优化改造取水泵房，采用“远程监控+视频监控+应急广播”综合的方案，除可远程控制检测设备外，还可全方位、无死角实时监控补充水泵房内各区域的工作状态、取水口水位等，大大提高了集控效率，实现无人值守。

3.尿素制备间

优化改造尿素制备间的尿素取料与下料操作，由智能机械操作代替人工操作，实现无人值守。

二、网络架构

根据堆取料机，水泵房与尿素制备间的区别，结合三者的功能需求，我们给出不同的网络架构。

1.堆取料机

堆取料机智能改造通讯系统说明：

1.在堆、取料机上增加一套YL-ET2.4G5KM工业PLC无线通讯设备和一套YL-LINK5G 无线视频监控设备。

2.在综合堆场内安装一个信号接收地面箱，和增加一套YL-ET2.4G5KM工业PLC无线通讯设备和一套YL-LINK5G 无线视频监控设备。

3.电力室敷设光纤到综合堆场的地面信号接收箱内，将取料机PLC与电力室内工控电脑通讯。

4、为了提高智能化、无人值守、堆取料机防碰撞等目的，在堆料机和取料机上增加、更换和改善如下设备和传感器。

2.江边水泵房

PLC控制信号采用GPRS4G/5G网络通讯，视频监控采用工业2.4G/5G无线以太网通讯。

项目采用“远程监控 + 视频监控 + 应急广播”综合的方案实现江边泵房无人值守模式。

3.尿素制备间

就地与远端通过光纤或者无线信号进行通讯，机器人工作技能集成在本身，感应系统（如红外识别、超声波、图像识别、防碰撞保护等）可本身集成，也可由外部仪器辅助完成。

三、系统功能

1.视频监控

堆取料机重要监视位置安装视频监控系统，控制网络监测采集堆取料机的同時，监控网络实时监控现场视频信息。

江边水泵房增加视频监控系统，对泵房内进行实时监控。通过2.4G/5G工业无线以太网实现泵房与厂区的视频监控网络对接。全方位、无死角实时监控补充水泵房内各区域的工作状态、取水口水位等，大大提高集控效率，全面实现无人值守。

尿素制备间增加视频监控，对机器人的工作进行实时监控，并通过有线网络/无线传送信号到控制室。机器的工作状态，尿素的数量等信息实时记录并保存，实现无人值守。

2.应急广播

针对泵房周边区域无关人员作业威胁，可配套实施远程应急广播系统和安保监控，一旦通过视频监控发现异常情况，则及时呼叫驱离。

3.堆取料机位置定位

系统具备堆取料机的位置定位及显示功能，通过编码器、RFID等实时采集换算堆取料机的位置信息，为智能控制、防碰撞保护功能等作信息依据。采用高精度增量式编码器实现堆取料机实时定位，PLC读取编码器脉冲信号换算为堆取料机准确角度、位置，有断电位置保持功能。

4.仰角监测

通过倾角传感器的数据采集，可实时监测悬臂的倾斜情况。结合相应编码器信号情况，换算出堆取料机准确角度、位置灯信息。

5.悬臂极限保护

增加悬臂俯仰角度传感器，结合接近开关、限位开关等传感器，综合实现悬臂升、降及上、下极限保护。同时软件平台具备极限角度监测保护预警功能，提前预警。

6.运行监测

堆取料机的位置、各设备运行状态、各传感器信号，通过PLC经无线及光纤网络，与中心控制室监控平台实现数据交换。

两个泵房内的就地控制信号通过GPRS/4G网络实现泵房控制PLC与厂区的控制中心数据对接。

尿素制备间的机器人工作状态信号通过PLC经光纤及无线网络送入控制室的操作台，实时查看运行画面。

实现各运行参数的实时显示、报警提醒、趋势曲线查看等功能。

7.远程控制

本系统的主要目的是实现现场无人值守，解放现场劳动力的目的，所以远程控制功能是必不可少的，通过各类传感器的参数数据采集，结合控制需求定制，实现远程手动控制及远程自动控制的目的。

四、实施效果

1.无人值守

实现在远程中控室内，一个人能对整个生产线的堆取料机设备、江边泵房设备、尿素取料下料装置运转进行监测，控制、操作各设备各机构的运转，并监视、判断各运转设备的故障点，进行维修指导等。

2.智能一键启停

系统具备一键启停功能，取料机实现中控一键智能自动取料，堆料机实现中控远程一键自动堆料的功能。按照预先设定或选择的控制策略，实现一键启动自动运行智能化堆取料的功能。

3.防碰撞保护

系统具备堆料机悬臂防碰撞功能，通过堆料机悬臂两侧加装两排无死角超声波碰撞传感器，实现防碰撞预警功能，并在低于安全距离的情况下实现联锁停机保护等功能。

4.丰富的显示状态

行走频率给定，取料刮板频率给定、堆取料机位置动态显示，堆料悬臂料位高低设置、自动堆料上平移角度设定，自动堆料中悬臂俯仰角设置、液压系统油温报警设置、皮带启动、俯仰角上升下降等，左行走、右行走，中控开灯、中控响铃等现场所有的操作，中控都能控制。

5.联动控制

优化泵房内的通风风机控制，机房空调控制，并且实现电厂内远程泵房内机房的空调，实时检测机房内的温度。

6.智能化控制模式

平台软件提供多功能智能化控制模式，同时可根据现场需求定制化控制模式等。

1）中控远程控制定点堆料;

2）中控远程控制往返堆料;

3）给定区间往返堆料;

4）给定位置定点堆料。

五、结论

通过火电厂燃料及部分辅助岗位无人值守探索研究项目的建设，实现电厂全厂堆取料机，江边泵房和尿素制备间的无人值守管理，系统从远程集中控制、运行分析、人员管理等方面，结合信息化手段，实现全厂堆取料机，江边泵房和尿素制备间三部分系统的无人值守，实现系统问题实时有效便捷地处理，减少了现场运维人员投入，大大降低了人力资源管理投入成本。