計算機程序控制技術(shù)在煤炭加工中的應用

吳東林　張玉華

摘要：企業(yè)進行煤炭加工時，由于多方面的原因，會對煤炭的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，只要提高煤炭加工技術(shù)水平，可以在很大程度上提高煤炭的質(zhì)量。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，這一技術(shù)難題得到了有效的解決。通過計算機技術(shù)來控制煤炭的加工，既可以提高煤炭加工的效率，還可以降低加工成本，解決加工難度問題，同時也降低了安全風險，保證了企業(yè)效益的最大化。

關(guān)鍵詞：煤炭加工；程序控制

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）02-0250-03

Abstract： Enterprises in coal processing， due to various reasons， affect the quality of coal. Therefore， as long as to raise the level of coal processing technology， can to a great extent， improve the quality of coal. With the continuous development of computer technology， has been effectively solve the technical problems. Through the computer technology to control the coal processing， can improve the efficiency of the coal processing， can also reduce the manufacturing cost， solve the problem of machining difficulty， also reduce the safety risk at the same time， guarantee the maximization of enterprise benefit.

Key words： coal processing； program control

當前，由于科學技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，這也使得在煤炭加工方面也有了極大的提高，機械化、自動化程度已經(jīng)上升到一個新的臺階。煤炭生產(chǎn)設備為煤炭的生產(chǎn)加工提高了生產(chǎn)、經(jīng)營效益，也進一步改善了市場的競爭力，成為煤炭企業(yè)的重要資產(chǎn)。隨著煤炭生產(chǎn)加工設備的增多，設備管理成為煤炭企業(yè)不得不面對的問題。煤炭加工是對煤炭進行一定的機械化處理，提高其附加值，保證企業(yè)效益的一種行為。在這個過程中，設備性能的好壞、運轉(zhuǎn)效率的高低決定了煤炭加工的質(zhì)量和生產(chǎn)能力，從而最終影響企業(yè)煤炭加工效益。因此如何進行煤炭加工設備的管理和組織就成為當前必須面對的重要課題。

1 計算機控制技術(shù)和煤炭加工

1.1計算機控制技術(shù)

計算機控制技術(shù)是以電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)為基礎發(fā)展起來的一門科學技術(shù)，它的核心是計算機控制技術(shù)，利用單片機技術(shù)、可編程控制技術(shù)以及計算機網(wǎng)絡技術(shù)等來安全、精密的控制生產(chǎn)設備的運轉(zhuǎn)，使整個機械系統(tǒng)可以以最科學的程序自動運行[1]。

在計算機控制技術(shù)中，工業(yè)控制計算機（簡稱工控機）是整個技術(shù)的核心，它通過指令系統(tǒng)將生產(chǎn)過程加以自動控制。它的組成主要是兩部分：控制計算機本體（包括硬件、軟件和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)）和控制對象。由于現(xiàn)代計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展，計算機控制技術(shù)應用也越來越廣泛，遍及了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、國防、航空航天等諸多領域當中。

計算機程序控制技術(shù)與其他的計算機技術(shù)是有很大的區(qū)別，該技術(shù)主要用來完成自動控制工業(yè)設備的目的，具體的功能是進行順序控制、邏輯控制、變量參數(shù)控制、智能控制等[2]。

在計算機程序控制過程中，相關(guān)的設備主要完成兩個功能：監(jiān)測和控制。監(jiān)測就是以傳感器為前端進行相關(guān)物理量的采集，然后轉(zhuǎn)換為電量，采樣后通過模/數(shù)（A/D） 轉(zhuǎn)換成計算機數(shù)據(jù)，并最終輸入計算機。 控制則是計算機通過一定的數(shù)學模型對輸入數(shù)據(jù)進行運算，將運行結(jié)果輸出，然后通過數(shù)/模（D/A） 轉(zhuǎn)換后發(fā)送到相關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行[3]。

1.2 煤炭加工

1.2.1 煤炭加工過程管理要求

在煤炭加工過程中，尤其是設備需要進行全過程的管理。其目的是實行全方位的對設備進行監(jiān)控，從采購、安裝、使用以及維護、檢修等，形成系統(tǒng)的綜合管理，可以提高其使用壽命周期，保證企業(yè)的最大效益。這就需要較高的科學水平，計算機技術(shù)和自動化水平的提高給出的技術(shù)支持。當然，多專業(yè)人才與科學技術(shù)結(jié)合起來共同管理是提高管理水平的最佳途徑。同時在設備的維修方面，也需要進行綜合監(jiān)控、管理，以保持設備良好的工作狀態(tài)，最大限度的延長設備的壽命，提高設備的工作效能。煤炭加工過程管理是一個高科技、現(xiàn)代化的管理過程，需要將設備與人員充分調(diào)動起來，實行全員參與管理。

1.2.2 煤炭加工管理的具體任務

煤炭加工管理的任務主要是設備的管理，具體的管理任務主要有三點：首先是設備的正確選擇，這樣可以減少和消除設備積壓的狀況。這需要根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀和實際情況來進行選擇，在條件允許的情況下盡量選用技術(shù)行進、性能相對可靠而且經(jīng)濟的設備。一旦購置后，就要投入到生產(chǎn)加工過程中，這樣就能最大限度地發(fā)揮其作用，也就不會造成閑置積壓了。需要注意的是，在購買設備中不要無目的的亂購，既會造成浪費，又會使資金貶值；其次是設備的正確使用。在使用前一定要了解、掌握設備的技術(shù)性能、使用方法，對于操作式來，具體的培訓是非常有必要的；第三，設備維護保養(yǎng)要及時。對于維修人員來說，掌握設備的易損點和故障點是有必要的。同時需要掌握先進行檢測、維修手段和方法，及時檢查、排除設備故障，保證良好的運行狀態(tài)；第四設備的改造和更新要及時。要想提高煤炭加工的效率和效益，就要使用先進的技術(shù)設備，不斷的改進操作技術(shù)水平，以保持企業(yè)的競爭力。

2 計算機控制在煤炭加工中的應用

隨著計算機技術(shù)的日新月異，在煤炭加工方面已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，原來僅限于數(shù)學模型、數(shù)值模擬、過程仿真、過程控制、輔助設計、技術(shù)經(jīng)濟決策和信息管理等方面的應用，而到了現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到應用于人工智能技術(shù)的圖像識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳技術(shù)、專家系統(tǒng)等方面；尤其是人工神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)已經(jīng)開始完善，成為當前的研究熱點，專家系統(tǒng)與數(shù)學模型相結(jié)合，可以有效解決煤炭加工過程中復雜的問題。而隨著網(wǎng)絡技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展與提高，像遠程監(jiān)控、遠程信息管理、遠程教育、聲像識別、虛擬現(xiàn)實等應用領域也越來越廣，在煤炭加工領域也得到了最大程度的發(fā)展[4]。

2.1計算機在煤炭加工的優(yōu)勢

在進行煤炭加工時，使用計算機軟件來控制加工程序，可以有效地減少計算周期，提高人力、物力的效率。煤炭加工程序控制軟件可以利用VB等語言編制可視化的圖形用戶界面，使使用者與電腦的互動簡單、方便。

煤炭加工參數(shù)計算有其自身的特點，可以按照固定的理論或算法來進行，因此計算的工作量是比較大的，如果使用人工的方式進行計算，則造成人力資源的浪費，這樣會使整個過程比較煩瑣、冗長。同時，人工計算也會出現(xiàn)大量的運算錯，以至于浪費大量的時間。而利用計算機則可以把計算周期和精確度提高好幾個檔次，尤其是工程中規(guī)律性的事件和具有固定的參數(shù)項目可以使用利用成熟的算法實現(xiàn)，過程則是相當?shù)暮唵?。煤炭加工主要有煤炭洗選、型煤加工等。

2.2數(shù)學模型的建立

選煤模型：煤炭洗選加工數(shù)學模型建模技術(shù)有很多，當前比較智能的方式是使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法或是遺傳算法等，其中戈保梁等在這方面有了突破性的進展，在選煤試驗中建立高精度變量的非線性回歸方程，利用較少的工作量即可獲得了最佳指標，是一種效果較好的方式。

煤炭粉碎模型： 我國的趙智明研究了一種動態(tài)數(shù)學模型，他利用階躍試驗信號來對磨礦系統(tǒng)激勵，然后分析出單一通道輸入、輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)，形成動態(tài)數(shù)據(jù)，最后利用實時最小二乘法來實現(xiàn)磨礦靜態(tài)模型的識別，這樣可以對相關(guān)的參數(shù)進行動態(tài)補償，達到準確預報的目的[5]。

2.3程序控制在煤炭加工中的應用

使用計算機進行控制主要的優(yōu)點很多，具有可重復運行且可控性高、安全且具優(yōu)良的經(jīng)濟性，同時受氣候條件和場地空間影響較小等特點，具有良好的性價比。

1）計算機程序控制平臺的建立：根據(jù)工藝流程建立好數(shù)學模型后，利用計算機語言開發(fā)控制模塊，將指令系統(tǒng)封裝。建立控制平臺。

2）過程控制：在進行煤炭加工過程中，通過計算機選擇控制策略來控制整個生產(chǎn)過程。以選礦來說，主要是磨礦和浮選自動控制比較重要，而在這兩個方面中又以浮洗過程最為復雜。根據(jù)煤炭加工工藝要求，要想提高髙精煤產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本就必須控制好生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，以煤炭的浮選為例，需要控制的主要參數(shù)有兩種：①需要控制特定的煤和特定的浮選機的選煤泥漿濃度在最佳值范圍內(nèi)；②需要控制特定的煤種和特定的藥劑在一個最優(yōu)值范圍內(nèi)，以提高特定的浮選機通過固定顆粒大小的能力，保證其工作效率。在浮選車間中，需要的人工勞動強度大，同時生產(chǎn)環(huán)境也非常差，如果改用計算機來進行控制，則可以有效地減少人工的勞動強度，改善生產(chǎn)環(huán)境。

在原煤洗選過程中，最基本的設備是跳汰機，跳汰選煤是一項復雜的程序，它主要影響原煤分層和產(chǎn)品分離，一旦出現(xiàn)問題，就會改變原煤的性質(zhì)，跳汰選煤是一個多變量過程控制方法，需要協(xié)調(diào)的控制變量主要有給料、排料、風、水等，實際生產(chǎn)中，分別使用了五個模糊控制回路來實現(xiàn)。因此要對其進行精確控制也必須選用計算機人工智能。

計算機被應用到洗煤加工過程中后，經(jīng)過不斷地發(fā)展完善，其工藝流程也比較先進。當前的工藝流程處理比較細致、全面。煤炭加工主要的內(nèi)容有：受煤、篩分、破碎、洗選、儲存、裝車等。本文結(jié)合原煤的洗選工藝來談談計算機程序控制技術(shù)在煤炭加工中的應用，具體有以下幾個方面：

①改善煤炭凈水效果。煤炭凈水過程是一個復雜的過程，人工實現(xiàn)非常的復雜，而利用計算機則可以將很多的工序?qū)崿F(xiàn)自動化，如，當前使用的礦物型凝聚劑所進行的煤泥水澄清凈水模式，就是利用計算機系統(tǒng)來對煤泥水膠體的形成、相互差異以及與宏觀煤泥水特性的聯(lián)系進行分析，利用煤泥柵性是由水質(zhì)決定這一論斷來對煤泥水進行分類，提高了凈水過程中的自動化程度。

②脫水效率提高。洗煤過程中存在的技術(shù)難點是進行水分的壓縮處理。而計算機技術(shù)可以改進脫水工藝，提高煤炭的使用價值。當前使用的脫水設備主要是加壓過濾機，它自身就可以實現(xiàn)節(jié)能、自動、高效的運行，生產(chǎn)能力較高。輔以計算機控制的話，則可以將能力等級再提升一個檔次，既可以處理濃度較低、顆粒較細的浮精，還可以處理原生煤泥。

③洗煤質(zhì)量檢測。將計算機控制系統(tǒng)連接上相關(guān)的設備，可以及時監(jiān)控洗煤質(zhì)量。如：自動測氫儀、微機灰熔點測定儀、微機量熱儀、奧亞膨脹度測定儀、工業(yè)分析儀、活性炭測定儀、煤燃點測定儀、煤炭結(jié)渣性測定儀、微電腦黏結(jié)指數(shù)測定儀及快速灰化爐等[6]，從而提高洗煤質(zhì)量。

④破碎處理優(yōu)化。在對結(jié)構(gòu)明顯的原煤進行加工前需要進行破碎處理，以便清理干凈其中的大塊雜質(zhì)?？梢岳糜嬎銠C來控制破碎機，來提高煤的精度，滿足用戶的不同需求。

3）應用效果：利用計算機程序控制具有良好的效果，主要表現(xiàn)在：

①利用計算機控制技術(shù)來控制煤炭加工實現(xiàn)了數(shù)字化管理和自動化運行，尤其是以中控平臺來實現(xiàn)全方位的控制，保證了管理的全面性和設備運行的高度自動化。

②計算機控制既可以實現(xiàn)現(xiàn)場工藝流程的控制，也可以收集設備運行狀況及故障信息，為決策層提供管理預案和維護決策，可最大限度的提高設備的使用效率和效益。

③減少了控制線路。利用PLC等可以最大程度減少線路和接口的數(shù)量，既降低了建設成本，又減少了維護成本。[7]

④計算機控制系統(tǒng)還可以通過安全設置以及相關(guān)的保護裝置為煤炭加工過程提供安全保障，最大限度的減少了人工控制過程中的誤操作。

3結(jié)語

總之，利用計算機控制系統(tǒng)來控制煤炭的加工過程，可以為煤炭企業(yè)帶來多方面的好處，不僅將煤炭的加工效率大幅的提升，還降低了煤炭加工過程中的成本，這為煤炭企業(yè)帶來了較多的經(jīng)濟效益。同時，隨著煤炭生產(chǎn)量的持續(xù)攀升，傳統(tǒng)的煤炭加工方式已經(jīng)不能滿足當前生產(chǎn)需要，而計算機技術(shù)的運用可以讓各種加工設備聯(lián)合運用，從而解決煤炭加工中產(chǎn)生的各種問題。所以在煤炭加工生產(chǎn)過程中，發(fā)展計算機控制技術(shù)是非常有必要的。

參考文獻：

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