洗煤機控制系統(tǒng)改造

楊飛 楊海振

摘 要：針對洗煤設備老化，自動化程度低，洗煤效率低、質量差等問題，采用PLC為核心控制器，觸摸屏為人機界面對洗煤機控制系統(tǒng)進行改造。將洗煤自生介質的密度作為被控量來調節(jié)電動調節(jié)水閥，實現(xiàn)自生介質密度控制，通過圓筒篩研石厚度檢測來調節(jié)變頻器頻率以調節(jié)圓筒篩轉速，經改造后提高了該系統(tǒng)自動化程度及洗選煤效率和質量，現(xiàn)場運行情況良好。

關鍵詞：洗煤機;控制系統(tǒng);自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.090

圓筒螺旋洗煤設備是作用于動力煤、臟雜煤的煉煤設備，對這一設備進行優(yōu)化，能夠在相當程度上提升其自動化水平，對提升企業(yè)盈利能力、資源有效利用率并加強環(huán)境保護有著極大作用。

1 圓筒螺旋洗煤機工作原理

煤的洗選是將原煤進行選洗加工，清除原煤中的雜質、矸石，并根據(jù)原煤規(guī)格、質量對原煤進行劃分，從而提升原煤質量水平，加強環(huán)境保護，將環(huán)境污染減少到最低限度。圓筒螺旋洗煤機是一個由I段弧型篩、II段弧型篩、末煤篩、渣漿泵、旋流器、直線振動脫水篩等部分構成的設備[1]。

在輸送帶的作用下，將給料機中粉碎的原煤輸送至圓筒篩內，而圓筒篩內置的順時針螺旋葉片，在電動機的帶動下，實現(xiàn)逆時針轉動，并在渣漿泵的作用下實現(xiàn)圓筒供水，使原煤沿圓筒內部來回起伏，并濾除原煤中的細粉物，并生成懸浮液。通過懸浮液對選洗煤進行懸浮操作，讓被選洗煤按照密度以及顆粒粒徑進行沉降操作，進而實現(xiàn)分層的目的[2]。圓筒旋轉時，密度較大的顆粒物質起伏較大，在分層時會沉降在螺旋葉片內;而密度較小的物料，則隨著流水流出出料口，矸石則在螺旋葉片旋轉過程中由上端出料口流出。矸石通過矸石篩的作用，對夾矸石煤旋流器進一步進行處理，旋流器流出物則在矸石篩的作用下，進行再次篩選，從而最大程度的減少原煤資源的浪費。原煤初步洗選后，圓筒篩下端出料口流出的物料在直線脫水振動篩的作用下，進一步進行沖洗，并根據(jù)粒徑再度篩選，符合需求的物料，經過輸送帶將精煤送到旋流器，然后在旋流器的作用下，將Ⅰ段弧形篩、Ⅱ段弧形篩選后，符合要求的物料送走，其余的煤泥則送入循環(huán)水池，并通過渣漿泵的作用實現(xiàn)水循環(huán)[3]。

2 控制系統(tǒng)設計

該設備系統(tǒng)本身不帶有自生介質的檢測元件，無法做到介質水密度的實時監(jiān)測，但洗煤介質密度檢測直接關系到洗煤質量。如果介質水密度過高，則會造成精煤雜質含量較多，并直接影響到洗選效率;而介質水密度過低，則無法達到浮選目的。根據(jù)以往經驗，基本確定了科學的密度值，型密度檢測元件能夠有效實現(xiàn)密度檢測工作。經過介質水密度檢測，再通過PLC運算處理，實現(xiàn)自動調節(jié)水閥開度的目的，進而將洗煤介質密度控制在科學范圍。因調節(jié)過程中的滯后性勻速的影響，我們將密度上下限值劃分為三個層級，并根據(jù)密度等級范圍確定閥門開度。由于實時調節(jié)將導致一定的損耗，因此應當在密度處于科學范圍時，都采用固定開度。

由于圓筒轉速調節(jié)性較差，因此基本通過變頻器實現(xiàn)轉速的調節(jié)，并根據(jù)入選煤矸石厚度的檢測，將厚度劃分為不同級別，并在擋板作用下，選擇科學的變頻器從而實現(xiàn)調速調節(jié)的目的。出于經濟成本的考慮，本次研究選取三菱系列變頻器，其調速最高可達15段，在本次研究過程中，選擇7段調速，并通過PLC的三個硬件輸出點選擇通道，連接PLD從而達到安全保護的目的。該系統(tǒng)主要由自動控制以及手動控制兩部分構成，并連接三菱型號的觸摸屏，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，能夠實現(xiàn)人機之間的交互。就計量而言，將稱重信號輸入到PLC的4AD模塊，推算出重量方面的信息，并在入料皮帶秤以及出料皮帶秤進行出料、入料量的計算，從而得出洗煤產量，然后評價洗煤質量。

在進行電機電氣系統(tǒng)設計時，應通過中間繼電器的作用，驅動交流接觸器線圈，達到保護PLC硬件、提升其使用壽命等的目的。設備在啟動過程中，一般遵循由上而下、由左往右的順序;設備停止運行時，則遵循由右朝左、由上而下的順序。系統(tǒng)的核心控制器，主要由模塊、模塊、模塊構成，系統(tǒng)硬件型號應當根據(jù)操作現(xiàn)場以及安全生產需要進行選擇。

3 觸摸屏設計及部分PLC程序

這一系統(tǒng)采用的是三菱型觸摸屏，其主要有運算速度快、適應能力較強以及存儲量較大等優(yōu)勢，并在串口和型號的PLC連接，達到信息交流的目的。具體來說，就是在觸摸屏界面設置自動按鈕取代手動按鈕，從而便于操作，并通過設置各項工藝參數(shù)從而加強監(jiān)控，還應當設置故障警報裝置、不當操作警報裝置等，一旦有人工操作不當之處，就會自動報警，提醒操作人員，從而將錯誤操作率減少到最低限度，保證設備使用壽命。系統(tǒng)外部還應當連接蜂鳴警報器，一旦出現(xiàn)故障就會自動發(fā)出警報。受密度控制的滯后性因素的影響，應對檢測得出的密度值，和前次檢測得來的密度值進行對比，從而實現(xiàn)調節(jié)電動閥的目的。

4 結語

受現(xiàn)場干擾因素的影響，控制柜布線時應將直流電路分開布線，并在系統(tǒng)中引入信號隔離裝置，從而實現(xiàn)密度控制并解決洗選煤密度控制問題。圓筒轉速也隨著矸石層厚度而不斷進行調整，從而減少了因電機轉速導致故障的幾率。為保證操作的便捷性，系統(tǒng)同時設有手動以及自動控制兩個系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的有效運行，為企業(yè)創(chuàng)造經濟效益。該系統(tǒng)是獨立運作的操作系統(tǒng)，隨著自動化技術的不斷發(fā)展，以及企業(yè)自動化生產的要求，可通過多重設備，集中于一臺計算機，并在DCS系統(tǒng)作用下，實現(xiàn)在工藝程序過程中的集中管理，并連接上機組監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對工藝數(shù)據(jù)比如耗水量、入洗原煤量、操作日志、工作量、精煤產量等多種數(shù)據(jù)的監(jiān)控，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，從而便于分析工作。

參考文獻：

[1]劉自平，于常順.圓筒洗煤機在臟雜煤處理中的應用[J].山東煤炭科技，2017（03）：10-11.

[2]張躍首.自動控制系統(tǒng)在選煤廠的應用[J].煤炭加工與綜合利，2016（04）：13-16.

[3]蘇長德.螺旋滾筒洗煤機的改造[J].潔凈煤技術，2016（02）：34-36.