智能化体系秸秆抓坤式破碎装置扼制体质里的运用

　　1由于秸秆是一季收获，全年消费，因此储存仓库比较大，根据设计计算，一座年耗秸秆20万t的秸秆电厂，一般配置4台10 t+ 10 t自动抓斗起重机。据河北、江苏的项目案例，一般1个电厂需要4台起重机，每个秸秆仓库分为2跨，每跨装2台的自动抓斗起重机，为1台粉碎机供料。为了实现全自动化，在设计中， 4台起重机由中控室的上位机对其进行统一监控和数据管理。

　　中控室的上位机如所示设在地面，而起重机的电气控制柜随起重机移动。由于上位机要统一管理4台起重机，就必须与4台起重机进行数据交换。如果采用传统的控制方案即电缆连接，一方面经济投入比较大；另一方面由于起重机是作往复运动，使电缆的折叠次数太多，损坏的几率很大，这将严重影响通信可靠性，一旦通信出现问题，就会造成严重事故的发生。比如说1号和2号起重机为1号粉碎机供料，如果通信出现故障， 1号和2号起重机很可能发生碰撞，发生严重事故。还有如果1号起重机出现故障， 2号起重机需要在1号起重机的区间工作，需要了解1号起重机工作区间的位置及秸秆捆的摆放位置和取料位置。

　　通过上述描述， 4台起重机与上位机必须通信，由于采用有线方式会使通信不可靠，所以采用无线网络技术是比较好的选择，加上以太网比较成熟，所以选择无线工业以太网是比较好的选择。

　　2基于无线网络的秸秆捆抓斗起重机群控制系统

　　2 1秸秆捆抓斗起重机概述

　　秸秆捆抓斗起重机由双小车、双起升机构及液压站液压抓斗组成。液压站电磁阀控制6个液压缸驱动的抓斗抓取秸秆，大车、双小车及双起升机构作同步运动完成对秸秆捆的提升、平移及堆放。六个抓斗既可以单动，又可以联动。

　　秸秆捆储存仓库比较大，通过计算得到每台粉碎机需要2台抓斗起重机供料，每跨配有2台自动抓斗起重机， 2跨装4台抓斗起重机，如所示。由1号和2号起重机供应1号粉碎机； 3号和4号起重机供应2号粉碎机。如果1号起重机出现故障，根据计算粉碎机的需料量， 2号起重机不进行卸车作业，只进行投料作业，可确保完成供料作业量。

　　2 2单台抓斗起重机控制系统的实现

　　单台秸秆捆抓斗起重机由大车、双小车、双起升机构、液压站液压抓斗及司机室操作台组成。

　　抓斗起重机的大车、小车及起升均采用交流变频调速，这样的好处是采用低速停车，保证定位的准确，也可以降低加/减速时吊具摇摆。控制系统由Modicon Premium PLC、Schneider ATV 71变频器及ABB的交流电机组成。司机室及液压站与控制器采用远程I/ O方式，这种设计降低线路故障率，易于布线。

　　单机控制分为司机室操作和地面遥控操作。单台抓斗起重机分为手动和自动，自动分为自动存料、自动投料和直接投料。遥控操作是由于电厂没有交通管理体制，必须有人操作遥控器抓料；自动存料是指当起重机抓紧料时，待料平台有无缺料信号，如果无缺料信号，则按照规定放到相应位置，即为自动存料，如果有缺料信号，直接投入粉碎机，即为直接投料。

　　2 3秸秆捆抓斗起重机群控制系统的实现

　　（ 1）无线工业以太网

　　无线网络可以分为经许可的窄带无线电和不需要许可的扩展频谱无线电等2类。而作为本系统的无线网络将选择经许可的窄带无线电，它已经用于无线工业通信20多年了。

　　无线技术已发展到以太网的速率（ 10 Mbps或更高） ，但不是所有的以太网系统都如此。无线和有线LAN之间有许多不同，其中*重要的不同在于网络的物理连接被无线所代替，致使出现了如移动性等问题。标准IEEE 802 11就是为了解决这些问题而制定的。此时必须考虑3种主要的网络类型如何在可能的网络组态中建造参考点。第1种网络是点对点或特殊网络。这容许2个或更多的网络设备（计算机或PLC）之间直接传递信息，只要它们保持在无线通信范围内。第2种是网络类型是*普遍的WLAN应用，访问点网络或架构模式。第3种网络类型是分布网络，它容许多个访问点之间进行通信，实际上是访问点模式的增强特性的集合。

　　（ 2）起重机群工业以太网无线方式的实现4台抓斗起重机既可以单独工作，又可由中控室的上位机统一监控与管理，中控室上位机采用组态王与SQL Serven2002对设备状态进行监控与数据管理，并且留有ERP的接口。上位机与4台抓斗起重机之间利用无线工业以太网进行通信，如所示。

　　硬件设计方面：控制器选择Modicon Premium PLC，同时选择它的工业以太网通信模块TSX ETY4301，中控室上位机配置以太网卡，无线网络发送和接收器选择了MOSA公司的AWK- 1100， 4台PLC和上位机各配置1台AWK- 1100，由5台AWK- 1100组成802 11无线网络，使得上位机与4台PLC通过工业以太无线网络进行数据传输。上位机站点的AWK- 1100设置为AP Mode， PLC处的AWK- 1100设置为AP ClientMode， AWK- 1100*高速率可达54 Mbps.

　　软件设计方面：由于2台起重机为1台粉碎机供料，并且只有1个喂料口，就会出现谁应该喂料。以1号和2号起重机为1号粉碎机供料为例，如何协调控制起重机为粉碎机供料如所示。在编程的过程中，以Unity pro x12 3软件为例，把1号和2号起重机的防撞和有无料信号均设置为Events方式，以增加系统的反应时间。

　　3结论

　　通过以上设计，结合编写程序的技巧，实验证明此设计是可以完成预期目标的，为我国秸秆发电厂的物流和仓库管理设计提供了一种新的设计思路，尽力推动我国秸秆发电厂的全自动化发展。