淺談計算機自動配煤控制系統的研究

李旭　李昊

[摘要]配煤是煤炭加工利用的重要組成部分，也是潔凈煤生產的重要控制環節。文章對選煤廠配煤系統工藝進行了詳細介紹，對影響配煤產品的工藝因素進行了分析，在此基礎上，對配煤工藝進行了改造，提出了基于模糊神經網絡的灰分反饋控制策略，為實施配煤智能控制提供了一種新的方法

[關鍵詞]自動配煤；灰分；實時監測；變頻調速

洗選產品配煤是選煤廠生產的一個重要環節，也是選煤廠產品質量（主要是灰分）啦制的最后環節。采用人工采樣化驗方法配煤，由于滯后時間長和取樣代表性問題，以及人工操作因素的影響，不能及時指導配煤生產，產品配煤的質量穩定率較低。為了滿足煤炭市場的各種需求，增加產品品種和提高產品質量成為選煤廠提高經濟效益，實施產品配煤自動化可增加選煤廠外運煤的品種、提高產品質量穩定率，其重要性不言而喻。

一、影響配煤效果的工藝問題

目前工藝條件下，配煤操作中存在著若干影響配煤效果的工藝問題：

1）通常配煤的灰分是時刻變化的，有些煤種（如原煤）的灰分的波動范圍還較大。

2）各配煤倉的給煤量也是時刻變化的。無論是閘板調節或是變頻調節，對于同一開度或同一頻率，在不同的時刻，其煤量也可能是不同的。

3）灰分儀的瞬時值存在1分鐘左右的延遲，并且皮帶上煤流存在一定的傳輸時間，配煤系統存在較大的滯后。

鑒于以上影響配煤效果的工藝問題，進行了以下改進措施：通過自動切換給煤機和調節給煤機變頻器頻率作為控制配煤煤種給煤量的調節手段，以在線灰分儀的灰分或發熱量作為主要控制目標，以各配煤煤種的煤量作為輔助反饋參數。

二、計算機配煤控制系統的結構及特點

計算機配煤控制系統是針對選煤廠，運用先進的計算機技術、網絡技術、模糊控制方法和燃燒理論設計的一套成熟、穩定的自動控制與監視系統。

2.1系統組成

系統結構示意圖如（圖1）示，該系統配置三臺工控機，一臺置于調度室①，兩臺置于兩個裝車地磅房②內，它們通過總線（或網絡）與置于兩個裝車地磅房內的兩個PLC分站③、兩個監測模塊④（分別對應兩條皮帶）以及變頻器⑤相連，構成三主機分布式結構。

主機主要用于向現場人員顯示灰分、水分、重量、倉位等值、配煤系統與設備的工作狀態、配煤策略與操作要求、以及裝車計量等信息；通過PLC分站、監控模塊、變頻器以及原有電氣回路控制柜⑦進行配煤操作并對裝車設備⑧進行集中控制。

地磅房操作臺⑥用于對裝車設備進行手動操作，可作為集控系統后備。

調度室主機與廠計算機網絡及集控系統⑨相連，實現信息集成。通過該網絡，有關管理人員可實現配煤信息（實時或記錄）的監測與綜合查詢。

2.2系統特點

該系統采用模糊控制理論，控制精度高，而且具有良好的均勻性?？刂品绞侥芊浅：玫倪m應設備維修的情況，有效地節約費用。對生產運行現場進行監督，具有完善的系統監測報警功能、先進的數據管理功能和數據采集、整理、記憶功能等。系統運行具有良好的安全性、連續性和穩定性。對原料進行有效的配比、使其合理利用，大量節約了能源，提高了相關的運行效益。

三、自動配煤原理

選煤廠的配煤系統是一個非線性、時變和大滯后的過程，在其控制過程中，灰分度是一個非線性時變參數，也是非常重要的控制參數，而模糊神經網絡控制是一種非線眭控制方式，采用模糊神經網絡控制可以取得滿意的控制效果。

自動配煤控制系統根據用戶的不同情況，配煤流程可采用在線測灰儀、核子皮帶秤或電子皮帶秤和變頻調速技術，通過精確的計量來實現配煤，先由人工選擇目標灰分和配煤煤種，由系統確定給煤機的數量，經過計算定性得出將要裝車的產品灰分，依據所配煤的目標灰分和各煤倉煤的灰分算出各煤種的給煤流量，用開動給煤機的臺數進行給煤量的粗調，通過實時監測裝車皮帶上配煤比后的灰分和實際裝車灰分與目標灰分進行比較，之后再由系統計算，調節皮帶秤的瞬時流量并指導變頻器動作，用變頻器進行給煤量的細調，從而使配煤最大限度接近目標灰分。

四、結束語

通常，人工配煤裝車時，配煤各產品的平均灰分穩定率（低灰分級配煤產品灰分在（X-0.5，x）之間的比率，高灰分級配煤產品灰分在（X1，x）之間的比率，其中x為產品要求灰分）只能保持30～60%。自動配煤控制系統實施后，裝車配煤產品平均灰分質量穩定率可提高到90%以上。自動配煤系統實現N-h-外運商品煤的質量全方位監測監控，配裝成不同灰分的產品煤，滿足不同客戶的需求。并提高配煤精度和質量穩定性?？梢詫a品灰分較精確的控制在要求的灰分范圍內，提高產品等級；杜絕產品質量不合格和產品質量過剩的問題。該系統已在平煤田莊冼煤廠應用，創造了很大的經濟和社會效益。

參考文獻

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