選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

王志強(qiáng)

摘 要：目前我國(guó)選煤廠正朝著智能化、集成化的方向發(fā)展，要求選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的功能，這樣才能為生產(chǎn)管理提供有效依據(jù)，本文以某選煤廠為研究對(duì)象，結(jié)合系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，針對(duì)選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)展開(kāi)了一系列分析和研究，希望可以為同行的研究帶來(lái)一些參考。

關(guān)鍵詞：選煤廠；自動(dòng)化系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.055

0 引言

近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，重工業(yè)的發(fā)展速度越來(lái)越快，煤炭作為重工業(yè)的主要能源，在重工業(yè)發(fā)展過(guò)程中起到了關(guān)鍵性的作用，因此，這些年我國(guó)選煤廠的發(fā)展也越來(lái)越快。近年來(lái)隨著社會(huì)與時(shí)代的不斷發(fā)展，選煤廠的工藝技術(shù)水平也不斷提高，并對(duì)選煤工藝進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新，這種情況下傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中發(fā)生了一些變化，尤其是新時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)始引入到選煤廠中，對(duì)選煤廠集中控制系統(tǒng)的工作提出了新的要求，目前我國(guó)選煤廠開(kāi)始朝著集成化與智能化的方向發(fā)展，經(jīng)過(guò)改進(jìn)與創(chuàng)新的自動(dòng)化系統(tǒng)，其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，從而更好的為生產(chǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 系統(tǒng)概述

某選煤廠采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)選煤技術(shù)，以精煤產(chǎn)率的提高為根本目的對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇。該選煤廠礦井井型結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模選擇，預(yù)計(jì)年處理原煤120萬(wàn)噸，采用動(dòng)篩跳汰入洗塊煤（+50mm），選煤廠主要由原煤系統(tǒng)、重介系統(tǒng)以及壓濾系統(tǒng)等部分構(gòu)成。設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)礦井生產(chǎn)能力保留了一定的余量，通過(guò)比較來(lái)看，原煤層比較分散，且不同煤層煤質(zhì)存在很多木塊、大塊矸石等雜質(zhì)，其質(zhì)量無(wú)法確定。而選煤廠精煤率及選煤成本主要由原煤的優(yōu)劣來(lái)決定，為了使存在的問(wèn)題得到有效解決，需要針對(duì)原煤展開(kāi)預(yù)處理，挑出其中的雜物，提高精煤產(chǎn)率。重介系統(tǒng)主要包括煤泥水循環(huán)、沒(méi)留以及水循環(huán)等過(guò)程，原煤緩沖倉(cāng)中會(huì)儲(chǔ)存一些煤，這些煤經(jīng)過(guò)倉(cāng)下給料機(jī)之后會(huì)被送到主廠房，進(jìn)行重介選煤。為了進(jìn)一步保證重介旋流器選煤的精度，通暢會(huì)在原煤進(jìn)入旋流器之前會(huì)進(jìn)行一系列的脫泥處理，在脫泥之后分成兩路，小顆粒煤會(huì)沖下來(lái)形成煤泥水，最后對(duì)原煤煤泥中的精煤進(jìn)行回收，同時(shí)另一路精煤會(huì)進(jìn)入無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器中，按照密度的不同分成密度大的矸石、密度小的矸石、中煤三種產(chǎn)品，重介系統(tǒng)利用重介質(zhì)密度及TBS懸浮密度控制對(duì)三種產(chǎn)品的產(chǎn)率加以控制，最終提高精煤的產(chǎn)率。

2 選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)分析

2.1 控制系統(tǒng)

近年來(lái)隨著選煤廠集中中控制系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，我國(guó)也對(duì)其引起了廣泛的關(guān)注，在系統(tǒng)中利用PLC邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)選煤廠中相關(guān)設(shè)備的啟停，技術(shù)主要應(yīng)用在存在連鎖關(guān)系的生產(chǎn)設(shè)備中，主要利用控制室中的上位軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的遠(yuǎn)程處理和啟停。設(shè)備啟停具要按照規(guī)定的流程進(jìn)行，因此為了保證操作的安全性必須對(duì)流程進(jìn)行合理選擇，在自動(dòng)啟車(chē)前后，兩個(gè)設(shè)備之間應(yīng)該相隔一段時(shí)間，多臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)帶來(lái)的電流過(guò)大超載跳閘問(wèn)題就可以得到有效的避免，電機(jī)啟動(dòng)瞬間電流為額定電流的3～7倍，這種情況下如果配電系統(tǒng)容量較小，電壓會(huì)隨之降低，這無(wú)疑會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行造成不良影響，因此，在啟動(dòng)下一臺(tái)設(shè)備時(shí)一定要保證將其錯(cuò)開(kāi)，電流得到穩(wěn)定之后再啟動(dòng)下一臺(tái)。停車(chē)時(shí)應(yīng)對(duì)停留在設(shè)備上的煤通過(guò)設(shè)備時(shí)間進(jìn)行充分考慮，在對(duì)選煤廠設(shè)備進(jìn)行控制過(guò)程中，PLC邏輯關(guān)系的優(yōu)勢(shì)非常大，它還具有簡(jiǎn)單易行、邏輯性比較強(qiáng)等特點(diǎn)，利用PLC控制可以最大程度的節(jié)省啟停時(shí)間，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2.2 調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)

2.2.1 上位監(jiān)控系統(tǒng)

從本選煤廠的工藝流程中看來(lái)，上位機(jī)顯示了所有PLC監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，對(duì)流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬，并對(duì)故障進(jìn)行診斷與分析，可以利用工作站對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，利用以太網(wǎng)通信方式建立起數(shù)據(jù)連接，形成對(duì)參數(shù)報(bào)警的約束，在此基礎(chǔ)上建立起與數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)的功能主要有報(bào)警畫(huà)面、系統(tǒng)診斷畫(huà)面、在線幫助畫(huà)面、歷史趨勢(shì)畫(huà)面以及報(bào)表畫(huà)面等。選用同一家公司的上位組態(tài)軟件與PLC產(chǎn)品，這樣一來(lái)通信過(guò)程中很多不必要的麻煩就能得到避免，直接利用組態(tài)軟件將PLC程序中變量導(dǎo)入其中，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立時(shí)間得到了有效節(jié)省。

2.2.2 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)的基本配置組件有低照度礦用隔爆光纖攝像儀、礦用阻燃光纜等，同時(shí)還能對(duì)配置進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，例如大屏幕背投電視墻系統(tǒng)、矩陣控制器等組件的配置。工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分非常多，例如現(xiàn)場(chǎng)前端監(jiān)控設(shè)備、信號(hào)傳輸?shù)龋具x煤廠大屏幕拼接顯示系統(tǒng)選用50英寸DLP50臺(tái)，按照長(zhǎng)寬為4×3的方式排列，兩邊分別配置32英寸液晶監(jiān)視器3臺(tái)，按照長(zhǎng)寬為1×3的方式排列。

2.2.3 調(diào)度電話系統(tǒng)

為了能夠使選煤廠生產(chǎn)調(diào)度通信的需求得到滿足，將一套調(diào)度電話系統(tǒng)設(shè)置在集控中心，其功能有全呼、組呼等相關(guān)功能。將自動(dòng)電話機(jī)設(shè)置在選煤廠的電氣樓、辦公樓等處，將防爆抗噪聲電話設(shè)置在煤倉(cāng)，將防爆電話設(shè)置在主廠房，這樣的設(shè)置主要是出于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備噪聲大的考慮，因此，應(yīng)該將抗噪聲電話設(shè)置在主廠房，而煤倉(cāng)對(duì)防爆的要求比較高，應(yīng)采用防爆電話。

2.2.4 信息管理系統(tǒng)

信息管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理，以有效提高作業(yè)率，最終實(shí)現(xiàn)選煤廠管理現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)選煤廠設(shè)備的統(tǒng)一的規(guī)劃與管理，為其提供方便的查詢(xún)方式，從而更好的為選煤廠提供全面的、科學(xué)的數(shù)據(jù)，并及時(shí)將這些信息和數(shù)據(jù)上報(bào)給相關(guān)部門(mén)，主要任務(wù)為對(duì)信息進(jìn)行上傳及下載，向上傳遞生產(chǎn)管理等相關(guān)信息，向下傳達(dá)生產(chǎn)任務(wù)，這項(xiàng)工作在選煤廠管理工作中起到了很重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，選煤廠自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)有效提高了生產(chǎn)效率，利用集控室進(jìn)行PLC現(xiàn)場(chǎng)控制和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，生產(chǎn)的自動(dòng)化得到了有效實(shí)現(xiàn)。對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的控制，其安全運(yùn)行才能得到充分的保證。因?yàn)槠邢蓿芏嗬碚摵涂刂品椒](méi)有在本文中得以體現(xiàn)，很多方面尚需進(jìn)一步研究。

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