壓濾機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造分析

羅祖源

（大地選煤工程有限責(zé)任公司塔山選煤廠,山西 大同 037001）

引言

塔山選煤廠是目前我國(guó)國(guó)內(nèi)比較大型的、高現(xiàn)代化的選煤廠，主要工藝采用重介淺槽分選塊煤、三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選末煤、煤泥分選機(jī)回收粗煤泥、加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)回收細(xì)煤泥工藝。其中壓濾機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在諸多問(wèn)題，需進(jìn)行改造。

1 塔山選煤廠選煤壓濾系統(tǒng)存在的問(wèn)題

塔山選煤廠采用傳統(tǒng)的壓濾機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較低，在判斷濾餅含水狀態(tài)時(shí)，主要通過(guò)設(shè)定上位機(jī)中的壓榨時(shí)間，在一個(gè)時(shí)間段后，由工作人員通過(guò)肉眼判斷濾餅的壓榨情況，誤差較大，從而影響壓濾脫水效果，這就需要通過(guò)控制入料程度及時(shí)響應(yīng)壓濾脫水量，因此壓濾自動(dòng)控制系統(tǒng)中有很多環(huán)節(jié)目前處于開(kāi)環(huán)，存在很大的安全隱患。例如在進(jìn)料的時(shí)候由于進(jìn)料泵功率穩(wěn)定不變，當(dāng)由于原料濃度發(fā)生變化時(shí)，由于泥料濃度有可能超過(guò)原設(shè)計(jì)水平，就會(huì)造成管路堵塞等情況的發(fā)生，當(dāng)管路發(fā)生堵塞時(shí)就有可能造成管路炸裂這種情況的發(fā)生。煤泥壓濾自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

2 優(yōu)化改造措施

傳統(tǒng)洗選過(guò)程中的壓濾脫水工藝設(shè)備正需要解決以上存在的問(wèn)題，這就需要優(yōu)化脫水工藝機(jī)械結(jié)構(gòu)，研發(fā)高效智能化設(shè)備。隨著檢測(cè)與儀表技術(shù)和智能化的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)出一套能夠適用于洗選過(guò)程中的壓濾設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)就能夠大大提升洗選效率[3]。傳統(tǒng)壓濾機(jī)的自動(dòng)控制流程如圖2 所示。

圖1 煤泥壓濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 傳統(tǒng)壓濾機(jī)的自動(dòng)控制流程

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)整套壓濾系統(tǒng)工作過(guò)程的了解，研究出能夠?qū)崿F(xiàn)壓濾機(jī)自動(dòng)控制的系統(tǒng)，PLC 自控系統(tǒng)設(shè)置有三種不同的運(yùn)行模式：自動(dòng)、手動(dòng)、檢修。通過(guò)增加DI、DO、網(wǎng)口以及通信模塊建立起對(duì)壓濾機(jī)的自控。在系統(tǒng)中設(shè)置“復(fù)位”按鈕，復(fù)位的設(shè)置主要是為了保證在壓濾機(jī)發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)停機(jī)，并且能夠?qū)簽V機(jī)進(jìn)行采集反饋信號(hào)，做到精確控制保證壓濾機(jī)能夠及時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)，保證油缸、油位、排氣閥、發(fā)達(dá)等的反饋及時(shí)。由于壓濾過(guò)程中存在有高壓情況，這就需要對(duì)過(guò)程中的管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，尤其壓濾管、進(jìn)料管必須進(jìn)行壓力檢測(cè)，從而保證安全、高效運(yùn)行，并且在PLC 控制中能夠?qū)崟r(shí)參與邏輯控制。PLC 控制中主要的采集輸出量有整套控制系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈、油位高低位檢測(cè)、報(bào)警指示燈、油泵的開(kāi)關(guān)/閉合。為了增加用戶的體驗(yàn)感必須設(shè)置HMI 人機(jī)界面，能夠?qū)⑺羞\(yùn)行狀態(tài)顯示在屏幕上，同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)能夠保證有聲光提醒。PLC 自動(dòng)控制原理圖如圖3 所示。

在改造后的壓濾機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）中，增加了又一次的加料程序，通過(guò)排氣閥的開(kāi)啟關(guān)閉、液壓泵的工作停止，在第一次完成加壓過(guò)濾操作后，打開(kāi)排氣閥能夠使濾液排出，留下泥餅，然后再第二次進(jìn)行進(jìn)料，進(jìn)料再重復(fù)壓濾的過(guò)程。當(dāng)過(guò)濾腔內(nèi)被濾完的煤泥頂開(kāi)后，應(yīng)該立即停止進(jìn)料泵，同時(shí)將閥打開(kāi)，通過(guò)液壓泵作用液壓缸進(jìn)行卸濾腔內(nèi)的煤泥。整個(gè)控制過(guò)程中PLC 對(duì)濾腔內(nèi)狀態(tài)、進(jìn)料泵的啟停、排氣閥的關(guān)閉打開(kāi)，各狀態(tài)之間相互協(xié)調(diào)配合，共同完成壓濾機(jī)的自動(dòng)控制。

圖3 PLC 自動(dòng)控制原理圖

3 結(jié)論

自動(dòng)化、智能化是未來(lái)選煤廠的標(biāo)準(zhǔn)，目前塔山選煤廠壓濾機(jī)自動(dòng)控制過(guò)程已經(jīng)成為了完整的生產(chǎn)線，可以分析、優(yōu)化壓濾機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)提取，使參數(shù)完整、實(shí)時(shí)地進(jìn)入到控制系統(tǒng)中。對(duì)壓濾機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造后，效果顯著。減少了2 名工人的勞動(dòng)成本，同時(shí)現(xiàn)參與的人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也比原來(lái)降低了很多；現(xiàn)單次壓濾成型時(shí)間比原先提高了15%；復(fù)位功能的設(shè)置最大程度地減少了故障，保證了安全可靠的生產(chǎn)。壓濾機(jī)的自動(dòng)化改造，達(dá)到了增效、節(jié)能、環(huán)保的效果。

圖4 改造后的壓濾機(jī)自動(dòng)壓濾的控制流程