選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)分析

摘 要：選煤工業(yè)是中國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)之一，然而，隨著信息和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的煤礦技術(shù)很難適應(yīng)現(xiàn)代化選煤工業(yè)的發(fā)展。選煤廠的控制自動(dòng)化技術(shù)的使用不僅能能很好地確定生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)，而且還能完成對(duì)設(shè)備的時(shí)時(shí)測(cè)試，完成對(duì)選煤廠生產(chǎn)設(shè)備集中統(tǒng)一化信息管理，本文研究調(diào)差國(guó)內(nèi)選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀，通過(guò)分析選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容和應(yīng)用前景，結(jié)合控制自動(dòng)化的發(fā)展前景，總結(jié)出選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：選煤廠；自動(dòng)化；建議

1 國(guó)內(nèi)選煤廠自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

隨著工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化的自動(dòng)化管理、檢測(cè)、控制技術(shù)在選煤廠中得到廣泛的應(yīng)用，這些都為選煤廠的自動(dòng)化發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用。其中集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)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(jì)效益。

當(dāng)前選煤自動(dòng)化的應(yīng)用也存在以下一些問(wèn)題：

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

（2）選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和儀表選型不合理、傳感器由于無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境而無(wú)法正常使用、缺乏維護(hù)系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)人員等。

2 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容

2.1 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容

選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的研究?jī)?nèi)容一般包括以下三個(gè)方面：

（1）對(duì)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各個(gè)技術(shù)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控并且能夠智能報(bào)警。比方說(shuō)，在系統(tǒng)重啟前，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的鈴聲或者定制的語(yǔ)音向工作現(xiàn)場(chǎng)的工作人員傳達(dá)啟動(dòng)信號(hào)；

（2）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各項(xiàng)工藝參數(shù)自動(dòng)測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果能起到一定的調(diào)節(jié)控制作用。生產(chǎn)工程中，對(duì)灰分、材料比重、混合濃度等相關(guān)工藝參數(shù)快速自動(dòng)檢測(cè)，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(duì)生產(chǎn)設(shè)備的集中或者就地有效的控制。自動(dòng)化技術(shù)可以將選煤廠大部分機(jī)械設(shè)備集中于控制系統(tǒng)中，這樣當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障可以根據(jù)封鎖關(guān)系依次關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備，管理方便，便于維修。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)在選煤廠的主要應(yīng)用

2.2.1 集中控制系統(tǒng)

根據(jù)預(yù)定程序?qū)x煤廠參與集控的所有設(shè)備進(jìn)行開車、停車、集中就地轉(zhuǎn)換等操作的控制。

2.2.2 自動(dòng)配煤控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)在線檢測(cè)出的灰分值，使用設(shè)定好的控制方法自動(dòng)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(jì)灰分控制在指標(biāo)之內(nèi)。

2.2.3 跳汰機(jī)的自動(dòng)排料

通過(guò)連續(xù)、適度地自動(dòng)排料來(lái)改善跳汰分選過(guò)程，可以保持跳汰機(jī)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(jī)的效能。通過(guò)各種傳感器自動(dòng)檢測(cè)跳汰過(guò)程中的各個(gè)變量參數(shù)的變化，尋求適合跳汰生產(chǎn)的數(shù)學(xué)模型，最終實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)最佳運(yùn)行。

2.2.4 重介質(zhì)懸浮液密度及液位自控系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)的分析，確定合理的分選密度，并通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)分流開度、加水量大小等操作，使懸浮液密度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定密度。這樣也方便中介司機(jī)更好的參考密度值完成各項(xiàng)調(diào)節(jié)工作，以達(dá)到設(shè)定的密度。同時(shí)，液位測(cè)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(yù)定范圍時(shí)發(fā)出警告。

2.2.5 浮選機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

主要實(shí)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(dòng)控制系統(tǒng)的藥劑調(diào)節(jié)中不能考慮過(guò)多的因素，否則將會(huì)導(dǎo)致浮選自動(dòng)控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

2.2.6 壓濾脫水自動(dòng)控制

可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況。對(duì)壓緊時(shí)間、松開時(shí)間、拉板等待時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行靈活調(diào)整，使系統(tǒng)能適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，做好壓濾機(jī)的循環(huán)工作，確保煤泥水閉路循環(huán)的順利進(jìn)行。拉板小車的使用不僅能使壓濾機(jī)快速的自動(dòng)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(wèn)題

因?yàn)榭紤]到測(cè)量時(shí)的誤差和一些不可測(cè)量的變量，所以需要過(guò)程控制來(lái)彌補(bǔ)這兩個(gè)問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)之后，控制器會(huì)取得更好的優(yōu)化。盡管調(diào)控對(duì)干擾條件下的操作影響重大，然而通過(guò)監(jiān)測(cè)來(lái)選取正確的操作點(diǎn)的和及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的干擾變化，可以帶來(lái)更好的洗選效果和經(jīng)濟(jì)效益。最后就是管理人員要根據(jù)不同型號(hào)的控制器仔細(xì)辨別、時(shí)刻注重調(diào)節(jié)和優(yōu)化。

3 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 尋求最優(yōu)控制

現(xiàn)在大多數(shù)人認(rèn)為，想要得到穩(wěn)定的控制，必須先對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，并將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向了一系列越來(lái)越復(fù)雜的方法，通過(guò)基于這些不同的控制方法的模型來(lái)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(gè)發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)選煤廠都在進(jìn)行這方面的研究。

3.2 視頻監(jiān)控分站技術(shù)的推廣應(yīng)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(guò)廣，也可能導(dǎo)致對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管理不夠精確細(xì)致。視頻監(jiān)控分站即在選煤廠運(yùn)行設(shè)備附近安裝監(jiān)控?cái)z像頭，對(duì)于經(jīng)常發(fā)生事故的地段安裝固定攝像儀，并通過(guò)云臺(tái)控制全方位攝像儀來(lái)達(dá)到對(duì)設(shè)備的整體監(jiān)控。如在產(chǎn)品皮帶機(jī)的機(jī)尾安裝固定攝像儀，可以實(shí)時(shí)觀測(cè)溜槽情況；在一定高度安裝云臺(tái)，通過(guò)攝像儀觀測(cè)整條皮帶或部分皮帶的實(shí)時(shí)狀況。在設(shè)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(duì)附近的設(shè)備進(jìn)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(duì)設(shè)備“有人巡查、無(wú)人值守”的效果。視頻分站將在選煤廠得到更加廣泛的應(yīng)用，使選煤廠各崗位車間可以對(duì)該車間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)控制則更加可靠。

3.3 測(cè)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(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具有良好的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，開發(fā)者和使用者更應(yīng)注意對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和引導(dǎo)，不斷提高未來(lái)測(cè)控系統(tǒng)的精度。同時(shí)需要加大對(duì)選煤廠中各類電氣設(shè)備及儀表的開發(fā)，如傳感器、執(zhí)行器等，從而進(jìn)一步地提升設(shè)備的穩(wěn)定性。 （下轉(zhuǎn)第85頁(yè)）

（上接第49頁(yè)）

3.4 其他趨勢(shì)

根據(jù)目前我國(guó)選礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，可以預(yù)測(cè)未來(lái)幾年選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)可能有以下5個(gè)趨勢(shì)。

（1）選煤廠的自動(dòng)化控制技術(shù)會(huì)更好的適應(yīng)環(huán)境變化[1]。

（2）單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)化將會(huì)有序、有計(jì)劃地與整個(gè)自動(dòng)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(diǎn)將轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化采集應(yīng)用上面。

（4）在控制自動(dòng)化技術(shù)的管理下，選煤廠的生產(chǎn)設(shè)備將更加智能化[2]。工藝參數(shù)都可在無(wú)人的情況下自動(dòng)進(jìn)行合理優(yōu)化和完成產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)時(shí)測(cè)控。

（5）選煤廠的自動(dòng)化兼容性將大大得到擴(kuò)充，系統(tǒng)的升級(jí)將會(huì)避免兼容性問(wèn)題的制約。

我國(guó)選煤廠的發(fā)展方向是越來(lái)越大型化、智能化、高度自動(dòng)化[3]。在以后學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的控制自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合地方特色，終究會(huì)研發(fā)出適合各自選煤廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

4 發(fā)展建議

在選煤廠控制動(dòng)畫技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)管理信息化、系統(tǒng)化和智能化的大背景下，國(guó)內(nèi)選煤廠在堅(jiān)持效益驅(qū)動(dòng)的理念下，應(yīng)該積極推行自動(dòng)化集成應(yīng)用系統(tǒng)。在改造技術(shù)過(guò)程中每個(gè)選煤廠應(yīng)該堅(jiān)持高效益，高起點(diǎn)的指導(dǎo)思想。

4.1 堅(jiān)持實(shí)用性，通用和可擴(kuò)展性原則

技術(shù)改革方案中實(shí)用性是為了確定控制自動(dòng)化需求和技術(shù)改進(jìn)的首要原則。改革方案的建設(shè)是一個(gè)不斷成長(zhǎng)的過(guò)程，在當(dāng)前技術(shù)快速發(fā)展，價(jià)格反而下降的年代，將需求目標(biāo)定在一個(gè)合理的基礎(chǔ)上，能很好地避免資源浪費(fèi)。各個(gè)選煤廠應(yīng)該充分利用技術(shù)手段去解決實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)問(wèn)題，一個(gè)選煤廠效益的高低很大程度上都依賴于合理利用技術(shù)的程度和資源的利用水平上

4.2 注重應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線

控制自動(dòng)化的技術(shù)的應(yīng)用，使得選煤廠所要控制的對(duì)象增多，相應(yīng)的控制電纜也會(huì)激增，這不僅造成成本的再次投資，而且加大了施工難度，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，也很難找到故障點(diǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)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(dòng)化技術(shù)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(hào)安全性提高，這是因?yàn)檎麄€(gè)傳輸信號(hào)在整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸過(guò)程中將其數(shù)字化，數(shù)字化信號(hào)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)避免了中繼器的是使用，從而進(jìn)一步降低成本。所以每一個(gè)選煤廠在進(jìn)行控制自動(dòng)化技術(shù)革新時(shí)都應(yīng)該注重現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的研究與使用。

4.3 加強(qiáng)選煤廠控制自動(dòng)化的專業(yè)軟件的使用

目前，軟件市場(chǎng)逐漸成熟，大量軟件公司和涌現(xiàn)和成長(zhǎng)必將為選煤廠控制自動(dòng)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(shù)的發(fā)展，專業(yè)軟件的使用將會(huì)更好的為選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)服務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)看，我國(guó)選煤廠自動(dòng)化技術(shù)正在不斷地發(fā)展和深入應(yīng)用，可以預(yù)想不需要操作工人的大型自動(dòng)化選煤廠在不久的將來(lái)就能投入應(yīng)用。隨著礦物加工自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和先進(jìn)的新型控制技術(shù)的深入研究，尋求一個(gè)最優(yōu)的控制方案和穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)會(huì)顯得更加重要。而由于國(guó)家對(duì)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(shù)的進(jìn)一步推廣也是大勢(shì)所趨。

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作者簡(jiǎn)介：馮嬋（1982—），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程與自動(dòng)化。