選煤廠機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展方向

李孝飛

傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)起源于機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，并在機(jī)械制造業(yè)中不斷發(fā)展進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等多種技術(shù)融合到傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)當(dāng)中，提高了傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率[2]。同樣，機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠中的應(yīng)用，不僅提高了選煤廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益，而且保證了工人的身體健康，延長(zhǎng)了工人的工作壽命。

1 機(jī)電一體化技術(shù)在選煤廠中應(yīng)用的意義

選煤廠是將煤礦開采出來(lái)的原煤進(jìn)行深加工的過程，其整個(gè)作業(yè)流程可以大致表述如下：運(yùn)至選煤廠的原煤通過煤機(jī)均勻地送入原煤帶式輸送機(jī)，再由原煤帶式輸送機(jī)將原煤輸送至篩分破碎車間。在篩分破碎車間內(nèi)，原煤先經(jīng)過50mm直徑圓振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，振動(dòng)篩上面的物料經(jīng)手揀雜物及特大塊矸石后進(jìn)入破碎機(jī)破碎后與篩下的原煤一同運(yùn)至主廠房。進(jìn)入主廠房?jī)?nèi)原煤先分配至原煤緩沖倉(cāng)內(nèi)，再通過鏈?zhǔn)浇o煤機(jī)輸送至分選機(jī)械，由分選機(jī)械將原煤分選出精煤、中煤、矸石三種產(chǎn)品?？傮w來(lái)說，機(jī)電一體化技術(shù)在選煤各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。

（1）提高選煤的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量

機(jī)電一體化有機(jī)地將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)與選煤機(jī)械相結(jié)合，取代了以前的人力勞動(dòng)和純機(jī)械化作業(yè)，對(duì)于提高選煤的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量起到了巨大的推進(jìn)作用，從而大大提高整個(gè)選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（2） 減少了煤粉等有害物質(zhì)對(duì)工人的身心傷害

選煤廠的原煤在運(yùn)輸、篩分、破碎和分選的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，工人們?cè)诠ぷ鞯倪^程中雖然采取了不少防范措施，但仍然會(huì)不可避免地吸入大量粉塵。一方面，這些粉塵會(huì)對(duì)工人的呼吸系統(tǒng)和肺部造成嚴(yán)重的傷害，另一方面，工人長(zhǎng)期在惡劣的環(huán)境中工作，心理上也會(huì)造成嚴(yán)重的創(chuàng)傷。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用大幅減輕了工人的工作強(qiáng)度和工作量，不僅有效避免了上述問題的產(chǎn)生，而且降低工人在工作中受傷的概率，保證了工人身體健康的同時(shí)也延長(zhǎng)工人們的工作壽命[3]。

（3）降低了工作中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率

由于過去操作機(jī)器和機(jī)械都是通過人來(lái)實(shí)現(xiàn)的，受限于工人的技術(shù)水平和有限的精力，工作中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了工作效率，而且提高了作業(yè)的精細(xì)程度，降低了工作中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。

2 我國(guó)選煤廠機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)

重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)是我國(guó)選煤行業(yè)研究的重要課題之一，主要用于選煤廠重介質(zhì)選煤過程控制。近年來(lái)，該系統(tǒng)不斷升級(jí)、完善，進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)工藝，將重介質(zhì)選煤過程工藝參數(shù)的檢測(cè)、自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與生產(chǎn)管理等功能集于一體，以IPC工控機(jī)為上位主機(jī)，以PLC為控制主機(jī)，工業(yè)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，采用高性能檢測(cè)儀表執(zhí)行裝置，參數(shù)檢測(cè)及控制可靠性高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，配置靈活，可維護(hù)性強(qiáng)；采用緊密結(jié)合工藝的控制軟件計(jì)算法，極大提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性；系統(tǒng)位于WINDOWS平臺(tái)上，人機(jī)界面直觀，操作方便[4]。

重介質(zhì)選煤過程自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、適應(yīng)性好、控制性能優(yōu)異和可靠高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。

2.2 浮選過程控制裝置

浮選過程控制裝置以PLC為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理以及控制輸出。開關(guān)量的輸入和輸出均具有隔離裝置，模擬量信號(hào)輸入加裝隔離模塊，保證輸入、輸出的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性；浮選過程控制裝置緊密結(jié)合浮選工藝和特點(diǎn)，并融入智能專家系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的實(shí)用性和適應(yīng)性；人機(jī)界面采用高性能觸摸屏，通過組態(tài)軟件實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示浮選工藝流程、浮選工藝參數(shù)和藥劑參數(shù)、加藥PID調(diào)解棒圖、重要參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線。圖形界面實(shí)用、形象、美觀，參數(shù)調(diào)整方便。整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和高可靠性[5]。

2.3 選煤廠集中控制系統(tǒng)

選煤廠集中控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)選煤廠生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)鎖啟停控制（電氣設(shè)備啟、停車預(yù)告，按流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟、停車控制，故障停車，緊急停車，斷點(diǎn)啟車，流程選擇，故障診斷等），狀態(tài)監(jiān)視（包括：皮帶監(jiān)測(cè)保護(hù)、煤倉(cāng)煤位檢測(cè)、液位檢測(cè)、灰分檢測(cè)、流量檢測(cè)、壓力檢測(cè)、電源狀態(tài)、電機(jī)電流及溫度監(jiān)測(cè)保護(hù)等），信號(hào)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)流程顯示，數(shù)據(jù)顯示、記錄、處理等功能[6]。

選煤廠集中控制系統(tǒng)可有效地保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，減少安全隱患，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快啟、停車進(jìn)程，縮短設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而降低電能消耗及設(shè)備磨損，為選煤廠安全、高效生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 選煤廠機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 綠色化、可持續(xù)化

縱觀20世紀(jì)，甚至21世紀(jì)的頭十年，我國(guó)的煤炭行業(yè)盡管取得了飛速發(fā)展，但其粗放式的、破壞式發(fā)展模式消耗了大量資源和能源。雖然從短期來(lái)看確實(shí)加快了我國(guó)煤炭各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看卻為此付出沉痛的代價(jià)。我國(guó)的煤炭資源在大幅減少，而且在煤炭的加工利用過程中損耗和浪費(fèi)也比較嚴(yán)重。我國(guó)的煤炭行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)、可持續(xù)發(fā)展，必須轉(zhuǎn)變觀念，從過去粗放式的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色化、可持續(xù)化的發(fā)展模式，通過機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源和能源高效率利用[7]。如果通過機(jī)電一體化技術(shù)，將來(lái)使黑色的煤炭變成“綠色”產(chǎn)品，我國(guó)的霧霾治理也會(huì)取得良好的成效，人們的生活環(huán)境也必將藍(lán)天白云。

3.2 智能化、數(shù)字化

智能化、數(shù)字化是將來(lái)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向，也是主要方向，其必將在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)得到廣泛普遍的應(yīng)用。智能化技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，將來(lái)會(huì)不斷融合多種學(xué)科的技術(shù)，加快智能化的發(fā)展進(jìn)程。智能化的機(jī)電設(shè)備會(huì)大量減少洗煤流程中的重復(fù)工作，簡(jiǎn)化工作程序，選煤廠也必將迎來(lái)歷史性的技術(shù)變革。

數(shù)字化技術(shù)是以微控制器以及接口技術(shù)為基礎(chǔ)，依托計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作與控制。隨著這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)也必將更為成熟和先進(jìn)，有朝一日人機(jī)合一的界面也必將實(shí)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備將同時(shí)具備操作、診斷和修復(fù)的功能。如此的機(jī)械在選煤廠得以應(yīng)用，工作人員在維護(hù)設(shè)備時(shí)會(huì)變得更加簡(jiǎn)單、快捷，并且可實(shí)現(xiàn)一個(gè)人維護(hù)數(shù)十臺(tái)甚至上百臺(tái)的機(jī)械設(shè)備[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，這需要在工作中不斷探索發(fā)展，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研究，緊緊抓住該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展方向，使機(jī)電一體化技術(shù)越來(lái)越成熟、越來(lái)越先進(jìn)，從而帶動(dòng)我國(guó)選煤廠，甚至整個(gè)煤炭行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。