董玉建1温诗伟2（1.中国华电杭州华电半山发电有限公司；2.中国华电集团动力技术研究中心）
摘要：介绍GPRS在杭州华电半山发电有限公司＃2、＃3装卸桥皮带机控制改造中的应用情况，对系统的组成、变频器及PLC软件设计作了详细阐述。
关键词：GPRS小皮带变频器PLC应用
0引言
浙江省杭州华电半山发电有限公司#2、＃3装卸桥是电厂铁路卸煤、煤山上煤的关键设备。#2、＃3装卸桥各配一部，型号规格为：带宽800mm，带速1.25m，出力为300t/h的卸料小皮带,由其输送至主皮带，最终至原煤仓，通常上煤时只运行一部装卸桥。
公司卸煤、上煤是通过船运水路、铁路两路进行的。水路与铁路的燃煤由于不是出自同一个地方，因此煤质相差很大，为了使两种原煤的品质得到共同的提升，从而降低煤耗，需要根据煤质化验结果，进行合理的掺配。公司原煤运输现状是：两路没有设备运输到特定的地方进行混掺。如果增加设备实现在特定的地方进行混掺，一方面设备投资费用相当大，另一方面因地形复杂，需要动用大量的土建，相应的土建费用投资非常大；因此只能在皮带机上考虑两种煤质掺配。因主皮带机额定承载流量为300t/h，若两种煤质同时向一条皮带机运输，则此皮带机会超载，从而出现事故。因此必须限制皮带机流量，使两种煤质的原煤到交会的皮带机的流量不大于300t/h，在此提出利用GPRS结合变频器的控制思路，从而控制皮带机上原煤的流量。
1GPRS概述
GPRS是通用无线分组业务的缩写（GeneralPacketRadioSystem），是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常也称为2.5G，目前通过升级GSM网络实现。它采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据。
GPRS网络已经组成了覆盖全国的数据网络，它是利用“分组交换（Packet-Switched）”概念所发展的一套无线传输方式。是一种新型的分组数据传输业务。GPRS在数传领域采用DTU+网络接入的方式组网，GPRS等网络已经形成了覆盖全国的数据网络，采用这种方式组成数据传输网络极其方便，只要附近有GPRS等网络基站，就可以架设数据采集终端，没有通信距离的限制。
GPRS网络属于蜂窝网络结构，高大建筑对网络无线信号的影响只局限在小块区域，而且，移动运营商有专门的网络优化部门，根据网络上的流量、通信故障等情况，及时调整网络，用户根本不必关心网络的调整，更不需要为网络调整付出额外的支出。
GPRS无线监控系统具备如下优点：
1.1良好的实时响应与处理能力：与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统延时最多只有数秒，系统基本能够同时实时收取、处理多个/所有采集系统的各种数据，无需轮巡就可以同步监测所有的检测点，很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
1.2安装调试简单、建设周期短：利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷。采用超短波通信时安装调试工作量大，要先进行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。
1.3覆盖范围广：构建数据采集SCADA系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足乡镇和跨区的接入需求。由于数据采集监控点数量众多，分布范围广，部分采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。采用超短波通讯方式，覆盖范围只有数公里；而采用GPRS方式，理论上在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。
1.4数据传输速率高：GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。
2GPRS在皮带机配煤中的应用
2.1系统配置及构成每条小皮带独立配置一个变频柜，用工频运行方式作为变频系统的后备运行模式。在系统一切正常时，考虑用变频系统调速方式实现配煤，当系统不需要配煤而用一路皮带直接上煤时，还是通过变频系统控制小皮带全速运行实现。且在小皮带处独立配置自己的PLC控制器和GPRS无线通讯装置，与集控室监控计算机直接通讯交换控制信息。
PLC选用SIEMENS公司的S7200系列PLC，在PLC控制系统系统与电机控制系统间直接采用I/O硬接线的方式。
变频器选用ABB公司的ACS550系列变频器，其有MODBUS通讯协议和接口，通过通讯实现转速控制指令的下达和变频器的输出频率、电流、级各种报警信息的采集非常可靠和方便，采用总线式的通讯方式可以很大程度上减少就地电缆的施放和接线工作量。
我们选用北京捷麦公司的G200GPRS模块作为无线通讯设备。捷麦公司开发生产的这款GPRS模块的目的是让即使不懂GPRS无线通信和互连网络知识的人也能很好的利用GPRS技术为工控项目服务。G200模块的核心硬件是使用世界知名移动通信产品厂商生产的GPRS集成块而设计生产的。
2.2皮带机带速与流量关系通过应用《运输机械设计选用手册》中的相关章节（此处不作详细的阐述），对皮带机带速进行计算，最终得到皮带机带速与流量的关系，如下：
上述带速进行模拟量输入、输出，通过GPRS通信控制变频器，从而控制电机转速以达到皮带机与流量的对应。此处只对铁路上煤进行了阐述，水路皮带机也是通过上述理论进行配置。
上煤时，一个班次（8小时）的煤质基本上是固定的，通常是根据化验室对铁路与水路两种煤质的化验，并制定出水路与铁路来煤的掺配比例，由控制室运行人员执行并启动水路与铁路两套设备，两路原煤在共用皮带机上进行合理掺配后，再利用落煤管的落差，两种煤质得到充分的掺配。
3结语
在煤炭价格市场化的年代里，为了节约煤炭成本，不得不购进相当一部分质量低的煤炭；在不影响锅炉正常燃烧，在不大量增加设备投资的情况下，使用上述低成本的改造，是与当前实际情况相符合的。GPRS在数据传输中应用是非常广泛的，但在设备控制中运用是不多的，在大胆改造后，后续设备实际运行中，得到了较好的效果，达到了预期的效果。说明这次技术改造从方案到设计整个思路是正确的。
参考文献：
[1]通用分组无线业务（GPRS）技术与应用.（美）R.J.(Bud)Bates.
[2]顾肇基.GSM网络与GPRS.
[3]《运输机械设计选用手册》编辑委员会.运输机械设计选用手册.