選煤廠控制自動化技術分析

馮 嬋

（內(nèi)蒙古烏海市公烏素煤炭加工有限公司,內(nèi)蒙古 烏海 016000）

1 國內(nèi)選煤廠自動化技術現(xiàn)狀

隨著工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化的自動化管理、檢測、控制技術在選煤廠中得到廣泛的應用，這些都為選煤廠的自動化發(fā)展起到很大的促進作用。其中集中自動化控制系統(tǒng)廣泛應用于我國選煤工業(yè)，他的推廣在一定程度上提高了選煤廠的經(jīng)濟效益。

當前選煤自動化的應用也存在以下一些問題：

（1）控制元件基本完全依賴進口。為了保證電氣設備運行中的可靠性，即使對一些常見的電氣設備如變頻器、分支器也通常選用國外進口設備。各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，重介自動化中密度控制的精度有待提高，浮選自動化仍需改進，在線自動檢測技術仍需在選煤廠中進一步地推廣；

（2）選煤廠自動控制系統(tǒng)設計和儀表選型不合理、傳感器由于無法適應現(xiàn)場惡劣的環(huán)境而無法正常使用、缺乏維護系統(tǒng)的專業(yè)技術人員等。

2 選煤廠自動化技術的主要內(nèi)容

2.1 選煤廠自動化技術的內(nèi)容

選煤廠自動化技術的研究內(nèi)容一般包括以下三個方面：

（1）對不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各個技術設備自動監(jiān)控并且能夠智能報警。比方說，在系統(tǒng)重啟前，通過預先設定的鈴聲或者定制的語音向工作現(xiàn)場的工作人員傳達啟動信號；

（2）對生產(chǎn)過程中各項工藝參數(shù)自動測試，并根據(jù)測試結果能起到一定的調(diào)節(jié)控制作用。生產(chǎn)工程中，對灰分、材料比重、混合濃度等相關工藝參數(shù)快速自動檢測，之后根據(jù)調(diào)節(jié)器上的數(shù)據(jù)顯示，執(zhí)行控制命令；

（3）完成對生產(chǎn)設備的集中或者就地有效的控制。自動化技術可以將選煤廠大部分機械設備集中于控制系統(tǒng)中，這樣當設備出現(xiàn)故障可以根據(jù)封鎖關系依次關閉相應設備，管理方便，便于維修。

2.2 自動化技術在選煤廠的主要應用

2.2.1 集中控制系統(tǒng)

根據(jù)預定程序對選煤廠參與集控的所有設備進行開車、停車、集中就地轉換等操作的控制。

2.2.2 自動配煤控制系統(tǒng)

計算機根據(jù)在線檢測出的灰分值，使用設定好的控制方法自動調(diào)節(jié)變頻器的頻率，調(diào)整各煤種的配煤量，確保配煤的累計灰分控制在指標之內(nèi)。

2.2.3 跳汰機的自動排料

通過連續(xù)、適度地自動排料來改善跳汰分選過程，可以保持跳汰機床層及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，提高精煤的回收，增大單位面積的處理能力，充分發(fā)揮跳汰機的效能。通過各種傳感器自動檢測跳汰過程中的各個變量參數(shù)的變化，尋求適合跳汰生產(chǎn)的數(shù)學模型，最終實現(xiàn)自適應最佳運行。

2.2.4 重介質(zhì)懸浮液密度及液位自控系統(tǒng)

通過對生產(chǎn)指標的分析，確定合理的分選密度，并通過該系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)分流開度、加水量大小等操作，使懸浮液密度達到系統(tǒng)設定密度。這樣也方便中介司機更好的參考密度值完成各項調(diào)節(jié)工作，以達到設定的密度。同時，液位測量裝置則可以反映介質(zhì)桶內(nèi)的液位變化情況，并能在液位超出預定范圍時發(fā)出警告。

2.2.5 浮選機自動控制系統(tǒng)

主要實現(xiàn)濃度調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)、藥劑調(diào)節(jié)3種調(diào)節(jié)。在浮選自動控制系統(tǒng)的藥劑調(diào)節(jié)中不能考慮過多的因素，否則將會導致浮選自動控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

2.2.6 壓濾脫水自動控制

可以根據(jù)現(xiàn)場的情況。對壓緊時間、松開時間、拉板等待時間等參數(shù)進行靈活調(diào)整，使系統(tǒng)能適應各種現(xiàn)場環(huán)境，做好壓濾機的循環(huán)工作，確保煤泥水閉路循環(huán)的順利進行。拉板小車的使用不僅能使壓濾機快速的自動拉板而且方便了卸料工作。

2.3 選煤廠控制回路中需要注意的問題

因為考慮到測量時的誤差和一些不可測量的變量，所以需要過程控制來彌補這兩個問題，在經(jīng)過精心的設計之后，控制器會取得更好的優(yōu)化。盡管調(diào)控對干擾條件下的操作影響重大，然而通過監(jiān)測來選取正確的操作點的和及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的干擾變化，可以帶來更好的洗選效果和經(jīng)濟效益。最后就是管理人員要根據(jù)不同型號的控制器仔細辨別、時刻注重調(diào)節(jié)和優(yōu)化。

3 選煤廠自動化技術的發(fā)展趨勢

3.1 尋求最優(yōu)控制

現(xiàn)在大多數(shù)人認為，想要得到穩(wěn)定的控制，必須先對其進行優(yōu)化，并將焦點轉向了一系列越來越復雜的方法，通過基于這些不同的控制方法的模型來取得穩(wěn)定的控制效果。因此，尋求最優(yōu)控制是目前控制系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢，國內(nèi)外大多數(shù)選煤廠都在進行這方面的研究。

3.2 視頻監(jiān)控分站技術的推廣應用

集控系統(tǒng)雖然可以避免部分事故的發(fā)生，但由于集控系統(tǒng)監(jiān)控范圍過廣，也可能導致對現(xiàn)場的管理不夠精確細致。視頻監(jiān)控分站即在選煤廠運行設備附近安裝監(jiān)控攝像頭，對于經(jīng)常發(fā)生事故的地段安裝固定攝像儀，并通過云臺控制全方位攝像儀來達到對設備的整體監(jiān)控。如在產(chǎn)品皮帶機的機尾安裝固定攝像儀，可以實時觀測溜槽情況;在一定高度安裝云臺，通過攝像儀觀測整條皮帶或部分皮帶的實時狀況。在設備附近建立監(jiān)控室分站，采用防塵隔音的透明化房屋，只對附近的設備進行監(jiān)控。具有減人提效、防塵隔音的作用，可以保證職工的職業(yè)健康不受到危害，真正做到對設備“有人巡查、無人值守”的效果。視頻分站將在選煤廠得到更加廣泛的應用，使選煤廠各崗位車間可以對該車間現(xiàn)場生產(chǎn)的實際情況進行實時監(jiān)控，自動控制則更加可靠。

3.3 測控系統(tǒng)更高的穩(wěn)定性和可靠性

由于原料性質(zhì)的不斷變化，選煤廠自動化控制系統(tǒng)應具有良好的主動學習能力，開發(fā)者和使用者更應注意對自動化系統(tǒng)進行試驗和引導，不斷提高未來測控系統(tǒng)的精度。同時需要加大對選煤廠中各類電氣設備及儀表的開發(fā)，如傳感器、執(zhí)行器等，從而進一步地提升設備的穩(wěn)定性。

3.4 其他趨勢

根據(jù)目前我國選礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，可以預測未來幾年選煤廠控制自動化技術可能有以下5個趨勢。

（1）選煤廠的自動化控制技術會更好的適應環(huán)境變化[1]。

（2）單臺設備的自動化將會有序、有計劃地與整個自動化工藝流程更好的融合。

（3）大規(guī)模生產(chǎn)流程的選煤廠的工作重點將轉移到數(shù)據(jù)和信息的自動化采集應用上面。

（4）在控制自動化技術的管理下，選煤廠的生產(chǎn)設備將更加智能化[2]。工藝參數(shù)都可在無人的情況下自動進行合理優(yōu)化和完成產(chǎn)品質(zhì)量時時測控。

（5）選煤廠的自動化兼容性將大大得到擴充，系統(tǒng)的升級將會避免兼容性問題的制約。

我國選煤廠的發(fā)展方向是越來越大型化、智能化、高度自動化[3]。在以后學習和借鑒國外先進的控制自動化的基礎上，緊密結合地方特色，終究會研發(fā)出適合各自選煤廠的自動化控制系統(tǒng)。

4 發(fā)展建議

在選煤廠控制動畫技術逐步實現(xiàn)管理信息化、系統(tǒng)化和智能化的大背景下，國內(nèi)選煤廠在堅持效益驅動的理念下，應該積極推行自動化集成應用系統(tǒng)。在改造技術過程中每個選煤廠應該堅持高效益，高起點的指導思想。

4.1 堅持實用性，通用和可擴展性原則

技術改革方案中實用性是為了確定控制自動化需求和技術改進的首要原則。改革方案的建設是一個不斷成長的過程，在當前技術快速發(fā)展，價格反而下降的年代，將需求目標定在一個合理的基礎上，能很好地避免資源浪費。各個選煤廠應該充分利用技術手段去解決實際生產(chǎn)中的技術問題，一個選煤廠效益的高低很大程度上都依賴于合理利用技術的程度和資源的利用水平上

4.2 注重應用現(xiàn)場總線

控制自動化的技術的應用，使得選煤廠所要控制的對象增多，相應的控制電纜也會激增，這不僅造成成本的再次投資，而且加大了施工難度，設備發(fā)生故障時，也很難找到故障點。

現(xiàn)場總線技術的應用一是可以減少控制電纜的使用量，如此不僅降低控制自動化技術改革成本，而且電纜數(shù)量的減少還能方便故障的排查。二是傳輸信號安全性提高，這是因為整個傳輸信號在整個現(xiàn)場總線傳輸過程中將其數(shù)字化，數(shù)字化信號具有很強的抗干擾能力，同時避免了中繼器的是使用，從而進一步降低成本。所以每一個選煤廠在進行控制自動化技術革新時都應該注重現(xiàn)場總線技術的研究與使用。

4.3 加強選煤廠控制自動化的專業(yè)軟件的使用

目前，軟件市場逐漸成熟，大量軟件公司和涌現(xiàn)和成長必將為選煤廠控制自動水平的提高提供廣闊的發(fā)展前景。雖然專業(yè)軟件的推廣還有一定的難度，但是隨著技術的發(fā)展，專業(yè)軟件的使用將會更好的為選煤廠控制自動化技術服務。

5 結語

總體來看，我國選煤廠自動化技術正在不斷地發(fā)展和深入應用，可以預想不需要操作工人的大型自動化選煤廠在不久的將來就能投入應用。隨著礦物加工自動化技術的不斷發(fā)展和先進的新型控制技術的深入研究，尋求一個最優(yōu)的控制方案和穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)會顯得更加重要。而由于國家對職業(yè)健康和安全生產(chǎn)的更加重視，視頻監(jiān)控分站技術的進一步推廣也是大勢所趨。

[1] 李丹,劉海龍.選煤廠設備自動化控制新技術分析[J] .中國科技博覽, 2014(22):272-272.

[2] 陳震,郭楠, 張楊. 國內(nèi)選煤廠自動化技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J] .煤炭與化工,2014(03):10-12.

[3] 吳梅花.集中自動化控制系統(tǒng)在選煤廠的應用[J] .電子世界,2014(11).