淺議選煤廠自動控制系統的實現

　　摘要：隨著社會的進步，選煤工業也得到了迅猛發展，但選煤技術仍存在諸多問題。其中選煤設備自動化程度低、可靠性差，大大影響了商品煤的質量和產量。針對這種現象，本文闡述了一種選煤廠自動控制系統的設計方案和具體組成，介紹了實現該系統關鍵功能的步驟。經生產應用顯示，該自動控制系統實現了選煤廠總體環節的控制功能，并具有自動調節的性能，安全可靠。
　　關鍵詞：選煤廠；自動控制；實現
　　中圖分類號: TD948文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)03(a)-0000-00
　　1、選煤工藝和設備
　　應根據產品要求及煤質特征，對選煤工藝進行設計確定。例如，選煤廠設計規模為1.0Mt/a，則脫泥入洗時，0.5mm以下應選用浮選工藝，對尾煤進行壓濾濃縮，從而實現全廠洗水的閉路循環。50-0.5mm選用無壓分選工藝。此時選煤廠的控制對象有重介旋流器、磁選機、篩子、離心機、刮板機、破碎機、閥、泵、帶式輸送機以及給煤機等。
　　2、自動控制系統的組成
　　該自動控制系統分為兩部分，分別為重介密度測控系統部分和生產集中控制系統部分。重介密度測控系統部分是選煤廠實現自動化生產的核心部分。本設計將重介密度測控系統部分與生產集中控制系統部分融合為統一的整體，形成一套獨立的控制體系。該測控系統由電動分流器、超聲波液位計、補水閥門、泵前加水電動閥門、磁性物含量計、密度計、旋流器入選壓力表以及上位機等組成。通過數據采集及邏輯運算，并通過安裝在旋流器料管上的壓力傳感器、超聲波液位計、磁性物含量計以及密度計對工藝參數進行檢測，來對現場分流裝置及加水閥門進行控制，從而實現液位及密度的穩定。
　　生產集中控制系統主要由執行機構、現場傳感器PLC、組態軟件以及上位機組成。根據設備的具體運營情況，分別在主廠房配電室安放PLC主控制柜，在運銷車間配電室、準備車間配電室等安放PLC分控制柜。集控室內安放PLC的控制主機，PLC采用西門子S7-300系列。分別在運銷車間配電室、主廠房配電室、準備車間配電室以及集控室安放西門子環網交換機，并通過光纖形成以太網結構。控制分站及控制主機以就近原則接入環網交換機，并通過以太環網結構進行通信。安放兩臺上位工控機于調度中心，一套運行版，一套開發版，終端連接到以太環網，通過PLC控制主機和以太網的通信功能，保證上位機發出控制指令以及迅速采集數據。安放全方位的膠帶保護裝置于現場膠帶機沿線。為實現煤倉煤位的監視功能，對煤倉配置專門的雷達料位儀。為實現液位的監視功能，對液位桶配置專門的超聲波液位計或者差壓液位計，監控信號根據就近原則與PLC控制分站進行連接。
　　3、自動控制系統的設計
　　根據工藝的不同，選煤廠可分為裝車站、濃縮車間、浮選車間、主洗車間以及篩分破碎等車間。每個車間中的控制設備應安裝在一個配電室。由于實際運行情況的原因，PLC系統的設計裝置也應與配電室集中安置。傳統的Profibus總線電纜在傳輸其它信號方面存在無法克服的缺陷，它不能與配電柜諸多保護裝置進行通信，因此需另架線纜。
　　本方案選擇了以太網作為傳輸總線，并以光纖環網作為主導技術，保證了網絡的抗干擾性及可靠性。通過MOXA以太網換接模塊及環網交換機將配電柜的微機保護裝置及電子稱連接到組態軟件中去，同時將其它裝置系統的數據連接到自動控制系統中。以太網CP343-1模塊具有較高的性價比，通過以太網接口結構，可將其與環網交換機進行便利的連接。
　　4、自動控制系統的功能
　　4.1、順序控制
　　生產應用中，按照工藝要求對設備進行先后啟停的控制叫做順序控制。一般來講，順序控制系統可分為集中自動及集中手動兩種控制方式。集中自動控制方式通過對工藝流程進行優選，達到選定流程內工藝設備的自動啟停。期間啟停的間隔時間可根據實際情況靈活設定。
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　　4.2、過程控制
　　（1）壓力自動控制。設置壓力傳感器于重介旋流器入料管路上，用來對變頻器進行調節，以實現對重介旋流器入料泵轉速的調整，從而保證重介旋流器入料壓力始終高于工藝要求值。
　　（2）合格介質桶液位超限控制。合格介質桶的液位不能過高，同時也不能過低，否則會出現溢流或打空泵現象。當合格介質桶出現上限液位報警時，循環懸浮液應以最大分流量流至煤泥桶。當合格介質桶出現下限液位報警時，控制系統的補加水閥門將自動打開，同時分流裝置將自動關閉。
　　（3）煤泥含量自動控制。合格介質懸浮液中磁性物含量通過現場安裝的磁性物含量計測量。通過數學模型將密度信號及磁性物含量進行計算，以實現對分流裝置的控制，從而保證懸浮液中煤泥含量的穩定。
　　（4）介質密度控制。由選煤工藝流程的特點可知，合格介質桶中液體密度呈現上升趨勢，液位呈現下降的趨勢。因此，系統可通過對清水閥門開度的自動調節來對加水量進行改變以保證懸浮液密度的穩定。
　　總結：
　　本文介紹的選煤廠自動控制系統具有結構簡單，性能優良的特點。經試驗，該系統在實際生產中運行可靠，大大提高了企業的生產效率，明顯改善了員工的工作環境，其性能完全滿足用戶需求。
　　參考文獻：
　　[1]韓朝暉.選煤廠自動控制系統的實現[J].工礦