自動(dòng)化技術(shù)在選煤中的應(yīng)用

劉會(huì)云

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦選煤廠 山西省太原市 030205）

1 選煤的目的及方法

1.1 選煤的目的

（1）選煤的目的是將其中含有的多種雜質(zhì)成分去除，由于在工業(yè)生產(chǎn)中，一旦煤炭中雜質(zhì)了大量的雜質(zhì)，將會(huì)對(duì)煤炭的產(chǎn)熱量帶來(lái)較大的影響，而在一些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)煤炭熱量有著較高的要求，如果其中混油雜質(zhì)，則無(wú)法達(dá)到要求的條件。并且，選煤工作的開(kāi)展能夠有效降低存在于煤炭中的灰分，提升原煤的質(zhì)量，特別是對(duì)于冶金行業(yè)而言，他們對(duì)煤炭的灰分要求比較低，因此，這種做法在增加煤炭產(chǎn)熱量的同時(shí)，還能夠有效提升煤炭的冶煉效果以及利用效率[1]。

（2）針對(duì)不同的用戶進(jìn)行分級(jí)選煤。一些企業(yè)在使用煤炭的過(guò)程中，對(duì)其質(zhì)量有著較高的要求，例如，發(fā)電行業(yè)和冶金行業(yè)對(duì)煤炭質(zhì)量的要求比較高，而一些企業(yè)則對(duì)煤炭質(zhì)量的要求比較低，因此，通常情況下可以將煤炭劃分為多種級(jí)別，并且按照級(jí)別明確其價(jià)格。

1.2 選煤的方法

選煤的方法有很多中，依據(jù)選煤過(guò)程中是否用水可以將其分為干法選煤和濕法選煤，其中，濕法選煤也就是在重液、水或者是懸浮液中進(jìn)行，在完成選煤工作之后，需要對(duì)煤炭進(jìn)行烘干處理。然而，干法選煤則需要在空氣中進(jìn)行?；诓煌倪x煤原理，還可以將選煤的方法分為浮游選煤和重力選煤，其中，重力選煤也就是基于巖石和煤炭之間的密度差異完成煤炭的篩選工作，通常情況下，煤炭的密度要小于巖石的密度，因此，可以依據(jù)重力的不同借助選煤機(jī)使巖石和煤炭分開(kāi)。

2 選煤廠自動(dòng)化應(yīng)用

目前，信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并且給人類社會(huì)提供了極大的便利。然而，對(duì)于選煤廠來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制具有非常重要的意義。該項(xiàng)工作的實(shí)施不僅能夠?qū)ψ陨淼男б姘l(fā)揮積極的作用，同時(shí)還能夠滿足目前我們所倡導(dǎo)的綠色發(fā)展理念。再加上，在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的發(fā)展背景下，已經(jīng)有越來(lái)越多的選煤廠逐漸重視其自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且紛紛嘗試如何去應(yīng)用[3]。通過(guò)對(duì)目前的選煤廠進(jìn)行調(diào)查研究，從整體上能夠得知，將自動(dòng)化運(yùn)用到選煤廠中將發(fā)揮出一定的優(yōu)勢(shì)，然而，實(shí)際使用效果并不理想，仍然存在著一定的缺陷：

（1）在選煤廠中運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)，需要進(jìn)口很多關(guān)鍵的部件，例如，分支器，這些部件的使用和設(shè)備的運(yùn)行程度有著直接的關(guān)系，盡管普通但是不可或缺，從而使得使用成本增加。

（2）自動(dòng)化控制水平受限。這一特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：1.整個(gè)系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性，信號(hào)經(jīng)常受到干擾。2.對(duì)選煤生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)以及狀態(tài)的監(jiān)測(cè)力度不足。3.需要深化浮游選煤，并且該系統(tǒng)的傳感器很容易受到環(huán)境因素的影響。

（3）對(duì)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用力度不夠。很多選煤廠缺乏有效的管理，尤其是缺乏信息技術(shù)管理，從而導(dǎo)致信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，出現(xiàn)了信息不對(duì)稱的現(xiàn)象，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控產(chǎn)生了一定的影響，導(dǎo)致高層管理工作者無(wú)法及時(shí)了解選煤生產(chǎn)過(guò)程，不能對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行有效指導(dǎo)。

3 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)分析

3.1 選煤廠自動(dòng)化內(nèi)容

一般情況下，選煤廠自動(dòng)化的內(nèi)容包含了以下幾個(gè)方面：

（1）為了能夠在出現(xiàn)故障的時(shí)候及時(shí)報(bào)警并且排除隱患，實(shí)現(xiàn)保護(hù)機(jī)械設(shè)備的效果，就需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)保護(hù)以及事故報(bào)警。如今，我國(guó)很多的選煤廠都能夠運(yùn)用工業(yè)電視來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控場(chǎng)內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備，這樣一來(lái)不僅能夠有效確保設(shè)備儀器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還能夠起到提升設(shè)備儀器運(yùn)行效率的目的。

（2）煤炭分選是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，主要是因?yàn)楹芏嘁蛩囟紩?huì)對(duì)分選效果產(chǎn)生影響，因此，這種現(xiàn)象也會(huì)在一定程度上影響到分選結(jié)果。因此，需要在生產(chǎn)過(guò)程中做好生產(chǎn)工藝的控制以及檢測(cè)工作，并且運(yùn)用檢測(cè)裝置跟蹤整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程，以此來(lái)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)給予相應(yīng)的調(diào)整。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)在選煤廠的應(yīng)用

3.2.1 完善自動(dòng)化所需的基礎(chǔ)條件

自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要基于智能設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，這也就表明，選煤廠在使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該建立起完善的智能設(shè)備以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

（1）在構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候需要注意以下方面的問(wèn)題：1.有效保障無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。2.確保無(wú)線網(wǎng)路架構(gòu)的科學(xué)合理性，特別是要有效確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的拓展性。因此，應(yīng)該加大對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)的重視力度，確保其在任何條件下都不會(huì)受到干擾。如今，很多選煤廠都忽視了這一特點(diǎn)，因此，一旦電磁環(huán)境惡化，就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。良好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)橹悄茉O(shè)備的運(yùn)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）應(yīng)該立足于智能化建立對(duì)應(yīng)的設(shè)備以及管理中心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)以及管理的智能化。這樣一來(lái)也能夠有利于信息和數(shù)據(jù)之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享與實(shí)時(shí)傳遞，從而除去信息的不對(duì)稱現(xiàn)象。其中，需要重點(diǎn)關(guān)注監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)工作。將自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)用到選煤廠中，智能化硬件設(shè)備的建設(shè)非常關(guān)鍵。

3.2.2 強(qiáng)化信息采集與監(jiān)控技術(shù)

選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)尚未運(yùn)作是借助對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備的監(jiān)控來(lái)采集相關(guān)信息，從而為管理工作提供可靠的依據(jù)。因此，應(yīng)該高度重視該項(xiàng)工作。使用自動(dòng)化控制采集技術(shù)，需要借助PLC 技術(shù)來(lái)有效落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制工作。實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制工作的關(guān)鍵是基于這一技術(shù)建立起PLC 二次回路，并且，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中配備一定數(shù)量的開(kāi)關(guān)，之后立足于采集設(shè)備，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集工作，以此來(lái)有效降低人員的投入。自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用，不僅能夠有效提升采集效果，還能夠最大限度保障采集工作的精準(zhǔn)度。與此同時(shí)，應(yīng)該將各個(gè)分站設(shè)備和主站設(shè)備有效連接起來(lái)，從整體上實(shí)現(xiàn)信息傳遞以及控制，從而起到實(shí)時(shí)共享信息的效果。一旦在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象，也能夠及時(shí)予以處理。

圖1：煤泥浮選藥劑自動(dòng)添加

3.2.3 基于信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面管理

通過(guò)深度開(kāi)發(fā)以及運(yùn)用系統(tǒng)集成對(duì)接，能夠集合起所有選煤廠中國(guó)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，從而建立起一套完善的信息管理系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的使用能夠密切查詢以及管理選煤廠的生產(chǎn)狀況。對(duì)于選煤廠的管理工作而言，主要是對(duì)生產(chǎn)、設(shè)備以及質(zhì)量的管理，這一信息系統(tǒng)的運(yùn)用能夠稽核這些關(guān)鍵的設(shè)備，并且建立一個(gè)完善的管理系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢，并且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這樣一來(lái)也能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控選煤廠的設(shè)備運(yùn)行情況，不僅能夠在其出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)予以處理，同時(shí)還能夠及時(shí)掌握設(shè)備的使用情況，便于保養(yǎng)維修工作的開(kāi)展。

3.2.4 確保人才支撐

在選煤廠中，普遍存在著信息技術(shù)人才缺乏的現(xiàn)象，因此，即便運(yùn)用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，也缺少人才的支撐以及保障，從而影響到了這一系統(tǒng)的運(yùn)行效果。為了能夠有效確保系統(tǒng)處于科學(xué)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，就需要引進(jìn)相關(guān)的人才，最好是既懂選煤又了解自動(dòng)化技術(shù)的復(fù)合型人才。同時(shí)，還需要重視員工的培訓(xùn)工作，強(qiáng)化其對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)識(shí)以及理解，為系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)提供便利。

3.2.5 浮選系統(tǒng)的自動(dòng)控制

浮選過(guò)程自動(dòng)化是選煤綜合自動(dòng)化的重要組成部分，其對(duì)于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低浮選捕收劑和起泡劑的用量，提高浮選精煤產(chǎn)率都有非常重要的意義。該環(huán)節(jié)首先通過(guò)傳感器檢測(cè)并計(jì)算出入浮總干煤泥量，干煤泥量除以總的入浮礦漿流量，得到實(shí)際的入浮礦漿濃度，由此得到在此入浮濃度下的煤藥比，將此值與入浮總干煤泥量相乘得到浮選藥劑添加量的給定值，與實(shí)際藥劑添加量比較后，通過(guò)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)（如計(jì)量泵等）對(duì)藥劑添加量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此實(shí)現(xiàn)藥劑添加量的自動(dòng)跟蹤。圖1 表示了這種前饋控制框圖，然而實(shí)際的浮選生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的比較少，主要受到煤質(zhì)波動(dòng)大和加藥執(zhí)行機(jī)構(gòu)容易壞的影響，這也是選煤界需要迫切解決的問(wèn)題之一，從而提高選煤廠綜合自動(dòng)化的水平。

3.3 選煤廠控制回路需注意的問(wèn)題

一般情況下，應(yīng)該綜合考慮無(wú)法預(yù)測(cè)的測(cè)量誤差以及變量，并且經(jīng)過(guò)細(xì)心設(shè)計(jì)，對(duì)控制器進(jìn)行優(yōu)化以及調(diào)整，從而使整個(gè)控制回路處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。盡管調(diào)控工作會(huì)在一定程度上影響到控制回路，但是，借助科學(xué)合理的操作能夠游俠降低干擾因素帶來(lái)的影響，從而達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量以企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4 自動(dòng)化選煤技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 視頻監(jiān)控分站技術(shù)

集控系統(tǒng)能夠在一定程度上避免事故的產(chǎn)生。然而，集控系統(tǒng)也具有自身的缺陷，例如，監(jiān)控工作缺乏重點(diǎn)、監(jiān)控范圍大等。視頻監(jiān)控分站技術(shù)是將監(jiān)控裝置布置在設(shè)備附近，并且集中布置容易發(fā)生事故的位置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控。例如，將監(jiān)控裝置布置在皮帶機(jī)的尾部，隨時(shí)對(duì)該處的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察。這一系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)實(shí)地監(jiān)控管理人員，以此來(lái)有效確保選煤工作的順利實(shí)施。目前，隨著視頻監(jiān)控分站技術(shù)在選煤廠中的廣泛應(yīng)用，選煤廠的安全也得到了有效的保障，從而達(dá)到了有效提升選煤廠生產(chǎn)率以及事故處理效率的目的。

4.2 更穩(wěn)定的測(cè)試控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者由于原材料的變化，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試以及改進(jìn)，以此來(lái)有效確保監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，還需要改進(jìn)相應(yīng)的儀表以及設(shè)備，使其得到進(jìn)一步升級(jí)。

4.3 達(dá)到最優(yōu)控制

只有使系統(tǒng)處于最優(yōu)狀態(tài)，才能夠確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，應(yīng)該借助科學(xué)研究，確保設(shè)備達(dá)到最佳的控制效果。然而目前，對(duì)于研發(fā)人員而言最優(yōu)控制也是一項(xiàng)難題。

4.4 其他趨勢(shì)

自動(dòng)化選煤技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有如下幾個(gè)方面：

（1）在選煤廠中使用自動(dòng)化選煤技術(shù)，能夠滿足生產(chǎn)需求，并且其應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。可以將自動(dòng)化控制從單臺(tái)設(shè)備升級(jí)到整個(gè)選煤廠的中央自動(dòng)化控制。

（2）自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重點(diǎn)將會(huì)從對(duì)一臺(tái)或者一個(gè)選煤廠的控制，上升到對(duì)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化采集。

5 自動(dòng)化選煤技術(shù)的發(fā)展建議

5.1 堅(jiān)持實(shí)用性的原則

系統(tǒng)管理自動(dòng)化需要遵循實(shí)用性的原則，以此來(lái)有效提升選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。目前，已經(jīng)具備多種自動(dòng)化選煤技術(shù)，選煤廠也應(yīng)該按照自身的實(shí)際情況，堅(jiān)持運(yùn)用實(shí)用性原則，選擇滿足自身發(fā)展的選煤技術(shù)，確保資源的利用效率處于最優(yōu)狀態(tài)。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

在經(jīng)濟(jì)效益不斷提升的時(shí)代背景下，選煤廠的自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量以及種類也逐漸增對(duì)，自動(dòng)化系統(tǒng)的控制對(duì)象也逐漸增加，控制電纜也會(huì)相應(yīng)增加。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，因電纜分布比較密集，就會(huì)導(dǎo)致維修人員很難找出故障部位。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的運(yùn)用，不僅能夠降低電纜的使用數(shù)量，還能夠給故障檢修提供便利，以此阿里有效確保傳輸信號(hào)的安全性。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，如今，我國(guó)選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)新的使其，很多選煤廠中用到了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，相信在補(bǔ)救的將來(lái)，一定會(huì)出現(xiàn)人工輔助自動(dòng)化控制的現(xiàn)象，以此來(lái)有效確保控制系統(tǒng)的合理性以及可靠性，為煤礦行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。