选煤厂自动化控制技术的应用与实践
山西凯嘉能源集团有限公司煤销分公司选煤厂，山西 ·介休 032000
【摘要】选煤厂是煤矿生产的重要组成，随着科学技术水平的提高，选煤厂自动化控制技术的应用也更加广泛，这为选煤厂各项工作提供了有力的技术支持。下面论文就对选煤厂自动化控制技术的应用和发展策略展开探讨。
Coal preparation plant is an important part of coal mine production. With the improvement of scientific and technological level, the application of automation control technology in coal preparation plant is also more extensive, which provides powerful technical support for various work of coal preparation plant. The following paper discusses the application and development strategies of the automation control technology in the coal preparation plant.
【关键词】选煤厂；自动化；控制技术；选煤自动化
coal preparation plant; automation; control technology; coal preparation automation
1 引言
随着中国经济的腾飞增长，煤炭市场的回暖，满足了经济发展的需要，需对选煤厂电气设施进行一次重大革新，因此选煤厂中电气设备的高自动化发展趋势成为了当前亟待解决的热点问题。选煤厂电气设备的自动化程度，在很大程度上影响着煤炭工业的生产效率，同时也对选煤过程中人员、设备的安全状态提供一定的可靠保证。
2 中国选煤厂自动化技术现状
选煤生产仅仅依靠人工进行操作无法达到预期的效率，此时可以借助设备仪器来有效提升选煤工作效率。近些年来，选煤产业在中国得到了快速的发展，选煤工艺的提升对自动化技术提出了更高的要求，仅仅实现事故报警或者在线监测功能的自动化技术已经无法满足实际需求，而是需要全面自动控制选煤过程中的各项参数与生产设备。这就要求必须要实现对整个选煤厂的有效控制，且在提升计算技术的同时，优化和完善选煤厂自动化控制工作，以此来有效提升选煤厂自动化水平。目前中国选煤自动化技术常见的问题，具体如下：第一，中国无法生产很多控制元件，需要大量从国际上进口。为确保电气设备的安全稳定运行，就需要选择国外的知名品牌。在选煤生产中，重介质自动化密度控制的精准度尚有待于进一步提升，浮选自动化程度相对比较低，而且在线自动检测技术使用范围得到了进一步的扩大[1]。第二，选煤厂自动控制系统仪表选型不当且设计不合理，尤其是在恶劣环境下传感器无法稳定工作此外，专业技术人员的缺少，也会导致选煤厂自动控制系统无法正常运行。
3 选煤厂选煤机械的特点
第一，连续性特点。选煤厂运行是一个连续的过程，包括:筛分、浮选和压滤等工艺，每个工艺都是连续运行的，因此，选煤机械运行的另一个特点就是连续性，选煤机械在选择过程中需要考虑连续运行的特点。第二，精密化特点。选煤厂是将原煤洗选加工变成精煤的地方，需要满足市场需求提供高质量的产品，但选煤工艺复杂，因此需要高精密的设备来满足工艺要求，提供高质量的产品。第三，自动化特点。选煤厂是将原煤进行分选加工的场所，由于原煤的产量较大且选煤工艺较为复杂，因此需要大量自动化的选煤机械，才能提高选煤厂的生产效益，降低选煤厂的运行成本。第四，高速化特点。中国近年来发展迅速，对煤炭的需求量也不断提升，煤炭行业近年来竞争十分激烈。因此，良好的质量只是基本的要求，还需要在保证产量的同时提高产量，因此这也对选煤机械提出了高速化的要求。
4 选煤厂自动化控制技术的应用
4.1 配煤自动化系统
洗煤厂自动化配煤系统包括上位机、交换机、PLC、灰分仪、皮带秤、数据采集仪、摄像仪以及温度振动一体化传感器。上位机分别放置在山上集控室及装车站集控室，负责数据图像的显示、处理；交换机放置在数据采集仪放置在皮带主驱动附件，负责采集各传感器的数据。系统分为三层设计，上层为应用层，由工控机、视频综合平台、网络硬盘录像机、电视墙等组成，设备放置在山上集控室，完成数据显示、画面上墙切换的功能。中间层为传输层，由光电交换机、数据采集仪、光缆分线盒组成，设备放置在各配电室，实现数据的传输。下层为设备层，由矿用光纤摄像仪和矿用一体化温度振动采集传感器组成，分别放置在皮带的机头机尾、皮带主驱动的滚筒和减速器上，实现视频采集和振动温度信号检测。通过编制PLC和上位机组态软件实现了对现场设备(给煤机和插板)自动控制，完成了对现有煤炭产品进行自动化配煤改造，有效实现了自动配煤[2]。
4.2 刮板运输机中的应用
选煤厂刮板输送机是连续输送机，带有作为牵引构件的刮板链和作为支撑机构的滑槽。机器头部的组成部件有头架、链轮组件和传动装置。头架的主要部分用于支撑和组装变速器，链轮组件、盲轴和其他附件。链轮组件含有牵引链轮与盲轴。刮板机使用的减速器为大功率行星减速器，使用的联轴器为液力耦合器。弹性联轴器也随着双速电机的发展与之配套。刮板煤储存保护装置安装在刮刀头的斜槽上。煤保护装置的探头在正常条件下垂直悬挂。探头因为滑槽口的囤积变斜导致内部水银引导接通传感探头的导线接头，以传输充满煤的信号。继电器被驱动，PLC接受燃煤信号，电动刮板驱动装置不再运行。刮板电动液压闸板安装在刮板下需要排出的位置，并通过液压管连接到电动液压控制泵。可以采用三种卸载方法：当闸门打开到完全打开位置时，刮板输送的所有物料都排放到开口下方的设备上；当挡板部分打开时，刮板根据开口的大小将机器输送的物料卸载到下部设备；当百叶窗全部关闭时，材料不会排出。无论是在集中控制室还是在操作现场，都可以根据选涤的需要通过调节电动液压快门的打开和关闭来形成不同的清洁方法。通过这种操作节省大量劳动力，减轻工作负担，没有对生产造成不利影响，使企业收入得以增加。
4.3 浮选机、跳汰机自动控制系统
选煤厂中浮选机、跳汰机是最常见的洗选工艺设备，将浮选机和跳汰机进行自动化系统的升级，能实现普通浮选设备所不能达到的很多功能，如采用自动化系统的浮选机可准确调节煤、水流量及混合物的浓度值，使得选煤物料和反应药剂的投放量严格按照设定参数进行；采用自动化系统改良的跳汰机可有效控制物料的排量，达到煤炭最优筛选质量，同时有效提高了煤炭回收率等。通过采用升级的自动化选煤厂浮选设备，不但能大大提高煤炭的生产效率，还能确保煤炭在洗选过程中物料、药剂的配比控制严格的技术要求，保证了良好的煤炭洗选质量；但是在选煤厂煤炭实际洗选过程中，物料与氧化、还原药剂的使用也会受到各种外界环境（如温度、湿度等）的作用，药剂与物料配比参数需实时监控校对，重点控制环境温度、湿度两因素对煤炭洗选工序中影响，保证选煤系统良好、高效的运行机制。
4.4 重介质选煤集中控制系统的设计
为了提升重介质分选工艺的自动化程度，实现集中控制，需为相关重介设备配置相应的上位机、就地操作箱、PLC、配电柜。为避免设备压煤，选煤厂设备需采用逆煤流方向依序启动，避免电机启动时对电网造成冲击。并根据控制需求配置相应的分流箱、密度计、液位计、压力计、粘度计。重介质悬浮液密度控制器为重介质集中控制系统的核心控制器。为保证原煤分选效果能够达到实际生产的要求，要求重介质悬浮液密度达到相应的控制要求。目前，选煤厂的控制方式为PID控制。为了提升PID控制精度，结合重介质选煤集中控制系统的滞后性和大惯性等特点，在PID控制器的基础上改进为模糊PID控制器[3]。
5 选煤厂自动化技术的发展对策
首先，坚持实用性的原则。控制自动化首先要坚持实用性的原则，确保选煤厂技术改造可以有效提升企业经济效益。从当前情况来看，选煤厂需要有效结合自身的技术特征，充分利用自身优势来解决生产中的各项技术问题，确保技术合理且资源可以得到充分利用，从而提升选煤厂的经济效益与社会。其次，引入现场总线技术。现场总线技术的应用就可以在一定程度上减少控制电缆的使用数量，这样一来既可以降低自动化成本，而且还能够降低电缆数量，以确保故障检修工作有条不紊的进行。另外，在自动化控制中引入专业软件。随着信息技术的发展，中国软件市场的发展速度也在逐渐提升，软件公司数量的不断增多，在很大程度上促进了自动化控制技术的发展。然而，中国科学技术的发展，有效的推动了选煤厂自动化控制技术的发展，越来越多的应用专业软件被应用到选煤厂自动化控制的各个环节之中，有效提高了选煤厂自动化控制效果。
6 结语
综上所述，选煤厂电气设备的自动化程度，在很大程度上影响着煤炭工业的生产效率，同时也对选煤过程中人员、设备的安全状态提供一定的可靠保证；当前，选煤电气自动化发展方向也需进行全方位的深刻研究，根据选煤厂实际生产经营情况选择有效的自动化控制技术体系，并在日常生产中汲取经验，不断优化选煤电气自动化控制系统，从而推动煤炭事业的健康发展。
【参考文献】
[1]王星国.自动化技术在选煤中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018(31):285.
[2]廉杰.自动化技术在选煤中的应用分析[J].中国化工贸易,2017,9(21):72.
[3]樊虎林.机械自动化技术在选煤厂中的应用[J].机械管理开发,2015(5):105~106,127.
