工業電氣自動化在選煤廠的應用探討

孔慶柱

（兗煤礦業工程有限公司綜機安撤中心，山東鄒城 273500）

0 引言

近年來，隨著煤炭產業不斷的技術改進，在節能環保方面取得了良好成效，也促使煤炭市場呈現回暖現象，國內的諸多選煤廠的工作任務越來越重。為滿足社會經濟的持續增長，選煤廠電氣自動化設備通過不斷的技術革新，取得了一定的成效。但目前選煤廠電氣設備的高自動化發展依然存在較大的提升空間，很大程度上制約著煤炭工業的發展效率與質量。進一步提升與發展工業電氣自動化已成為選煤廠亟需解決的問題。

1 選煤廠電氣自動化簡述

就目前選煤廠的情況來看，電氣自動化技術已經得到了一定程度的普及與應用，如通過計算機網絡和自動化技術的結合，選煤廠日常生產和運營工作均得到了有效的提升，工作人員的勞動強度大幅降低，成為選煤廠提升核心競爭力、獲得可持續發展的關鍵技術。總的來說，目前選煤廠應用的電氣自動化技術主要包括人機配合功能技術、通信技術、電子監控技術、智能技術等，這些技術可以更好地提升選煤加工的專業化和規范化，使人、機、物的配合能力大大提升。

電氣自動化技術是近年來快速發展的一門新興學科，在工業領域得到了廣泛的應用，經過多年的發展已經取得了良好的成效。目前應用的工業電氣自動化技術是經過自動化技術、數字化技術、信息化技術及智能化技術整合發展而來的一種技術。

另外，目前的工業電氣自動化技術還包含中小型PLC 控制技術、工業供配電技術和全集成自動化技術，為實現工業生產規模化和現代化奠定了堅實的基礎。可以看出，在選煤這一生產環節中，通過應用機械加工和化學處理方法可以有效清除原煤中的有害雜質，并回收其中的伴生礦物，最終實現改善煤炭質量的目的。通過應用電氣自動化技術可以更好地實現生產機械的操作與控制，達到減少工作量和提升選煤廠生產效率的目的。

2 工業電氣自動化在選煤廠的應用

2.1 調度監控系統的應用

上位機監控系統、工業電視監控系統、信息管理系統和調度電話系統是調度監控系統的組成部分，4 個系統均有廣泛的應用，應用要點有以下4 種。

（1）上位機監控系統。將上位機監控系統應用到選煤廠電氣設備工作程序中，可以實現兩方面的效用：一方面可以對電氣設備的運行狀況實行全過程動態化監控，確保整個生產流程的規范性與安全性；另一方面可以對電氣設備運行情況實現動態模擬，對電氣設備運行過程中出現的故障進行及時分析解決。更為重要的一點是，上位機監控系統與電氣設備生產工序的有機結合，可以將一些重要的運行參數錄入上位機監控系統中，監控系統可以自行診斷出電氣設備的運行故障類型，以確保整個生產流程正常運行。

（2）工業電視監控系統。目前，工業電視監控系統在選煤廠的應用已涉及較多的內容，如低照度礦用爆光纖攝像儀、礦用阻燃光纜，在實踐應用中均可以取得良好的成效。

總的來說，目前使用的可視化監控系統多數屬于“傻瓜”模式，對電氣設備的監控只能通過圖像采集和認為判斷來實現，需要進行較大程度的技術革新。另外，因為工業電視監控系統組成部分較多，目前有關工業電視監控系統的裝置還有待進一步完善，同時為實現選煤廠電氣自動化的最佳目標，今后要將人工操作模式轉變為計算機自動控制模式作為重點研究對象。

（3）調度電話系統。隨著近年來選煤廠生產技術的發展，調度電話系統得到廣泛應用，它可以更好滿足選煤廠日常管理需求。目前的調度電話系統可以滿足選煤廠全呼和組呼的功能需求，通常設置在選煤廠的電器樓或辦公樓，所設置的抗噪聲電話可以實現防止噪聲污染的目的。

（4）信息管理系統。信息管理系統的應用具有十分重要的作用，目前選煤廠所用的信息管理系統趨于綜合化和一體化，其中包含設備參數信息、人員資料信息、質量檢驗信息及生產數據信息等。實踐應用中發現，目前廣泛應用的信息管理系統可以通過構建信息管理機制，對選煤工序進行高效管理，可以在很大程度上提升選煤生產效率與質量。更重要的是，選煤廠的信息管理系統實現了生產運營信息的實時傳輸與共享，可以為使用者提供更加優質的服務，為使用者的信息獲取、查詢與交流提供方便，有助于推動選煤廠電氣自動化的進一步發展。

2.2 PLC 自動化控制系統的應用

PLC 自動化控制系統應用要點與優勢集中體現在以下3 個方面。

（1）在煤炭的運輸與洗選過程中，通過應用PLC 自動化控制系統可以對不同煤流方向下的設備運行進行自啟停，能夠最大限度避免設備誤操作情況的發生，即便停電重啟后也不會出現生產流程紊亂的情況。

（2）自身所擁有的選煤電氣設備間邏輯順序診斷功能優勢十分凸顯，在完成工作指令后，系統可以自動檢測工作人員所在位置并預警提醒工作人員撤離至安全地帶。一旦電氣設備運行過程中出現故障，系統可以根據預先輸入的參數和自動檢測功能對故障原因進行檢測，一些簡單的故障可以啟動自動修復功能，可以保證電氣設備的正常運行。

（3）PLC 自動化控制系統的圖像圖形顯示功能、人機操作界面、系統數據的相互傳輸與共享均為選煤生產規范化提供了條件，為工作人員營造良好的辦公條件。優勢集中體現在：①PLC自動化控制系統的應用可以實現智能生產，可實現工作車間無人管理；②數據記錄與儲存變得更加直觀高效，流程生產工作趨于規范化，尤其是自我診斷和維修功能可以簡化維修流程，提升生產的安全性，保證選煤廠的安全生產目標。圖1 為PLC 自動化系統故障診斷與維護流程。

圖1 PLC 自動化系統故障診斷與維護流程

2.3 浮選機、跳汰機自動控制系統

浮選機、跳汰機均是選煤廠最為常用的選煤工藝設備，通過對浮選機與跳汰機進行系統升級可以獲得更多的功能。以浮選機為例，通過電氣自動化技術加以控制，可以有效控制煤、水流量和混合物的濃度值，無論是選煤物料還是反應藥劑的投加量均可以得到準確的控制。再如通過應用電氣自動化技術控制的跳汰機也有較為明顯的優勢，物料排量控制精度大大提升，煤炭的篩選質量得到很大程度的提升，有助于提升煤炭回收率。

總的來說，目前所應用的浮選機與跳汰機均有較高的自動化水平，通過升級的自動化選煤浮選設備，不僅可以大大提升煤炭的生產效率與質量，而且煤炭洗選過程中的藥劑配比也可以得到精準控制。但仍然需要注意以下事項：

（1）長期的實踐應用發現，選煤廠在實際開展選煤過程中，物料與氧化、還原藥劑的使用均會受到外界因素的很大影響，如外界溫度和濕度，一定程度上導致選煤物料和反應藥劑的投加量存在誤差。因此，實際開展此項工作時要做好實時監控，重點對外界環境溫度和濕度進行監測，以確保選煤工藝處于正常狀態。

（2）目前所使用的跳汰機雖然可以對物料排量進行精準控制，但其分選一定程度上依然受到排量的影響，導致分選質量不能有效提升。因此，要對跳汰機的自動化控制水平進行不斷更新完善，以提升精煤回收率，并保證跳汰機處于最佳工作狀態。

2.4 濃縮池自動化控制系統

濃縮池自動化控制系統的工作實質是借助計算機控制技術對加藥工序進行自動化控制，加藥量和加藥速度均可以被預先設定，洗選煤過程中的操作更加專業和規范，可以確保形成成品精煤。長期的實踐應用發現，濃縮池自動化控制系統具有穩定性好和抗外界因素強的優勢，儲存裝置、藥劑給送裝置、藥劑與物料的攪拌裝置是主要的組成部分。

（1）藥劑給送裝置。此階段的藥劑為干粉狀態，使用前先調節給料口，確保藥劑順利通過風干設備和顆粒篩選濾網，獲得固體藥劑，滿足濃縮池給藥需求。

（2）儲存裝置和藥劑與物料的攪拌裝置。通過藥劑給送裝置所獲得的固體藥劑可以經過給料口進入到濃縮池的攪拌口，而后再下放到藥料攪拌壺中，攪拌裝置通過自動化控制可以實現充分攪拌混合。此階段需要重點注意：在藥料攪拌過程中會因為外界溫度和濕度，導致濃縮藥劑的性能發生部分遺失，不利于煤炭的精細化濃縮。對此，目前選煤廠會選擇在藥物攪拌過程中對藥劑的投加量進行重點控制，根據實際選煤特點和需求合理控制藥劑的參入比例，并對溫度和濕度聯合作用下對藥料的損失量進行考量和控制，實踐應用發現可以取得良好的成效，能夠得到最佳的濃縮提取效果，是一種科學有效的方法。

（3）儲存裝置。攪拌完成后的藥料可以直接進入儲存裝置，為確保藥料實現自動化供應，通常選擇在儲存裝置中保持一定量的攪拌混合好的藥料，即便選煤過程中電氣設備出現故障，通過變頻器依然可以正常運行，以確保選煤工作持續進行。

3 結語

隨著工業電氣自動化技術的快速發展，其在選煤廠的應用日益廣泛，可以有效提升選煤廠的經濟效益，推動煤炭行業的可持續發展，已成為現階段選煤廠電氣設備革新的新方向和新思路。