浅议选煤厂自动控制系统的实现

摘要：随着社会的进步，选煤工业也得到了迅猛发展，但选煤技术仍存在诸多问题。其中选煤设备自动化程度低、可靠性差，大大影响了商品煤的质量和产量。针对这种现象，本文阐述了一种选煤厂自动控制系统的设计方案和具体组成，介绍了实现该系统关键功能的步骤。经生产应用显示，该自动控制系统实现了选煤厂总体环节的控制功能，并具有自动调节的性能，安全可靠。

关键词：选煤厂；自动控制；实现

中图分类号: TD948文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)03(a)-0000-00

1、选煤工艺和设备

应根据产品要求及煤质特征，对选煤工艺进行设计确定。例如，选煤厂设计规模为1.0Mt/a，则脱泥入洗时，0.5mm以下应选用浮选工艺，对尾煤进行压滤浓缩，从而实现全厂洗水的闭路循环。50-0.5mm选用无压分选工艺。此时选煤厂的控制对象有重介旋流器、磁选机、筛子、离心机、刮板机、破碎机、阀、泵、带式输送机以及给煤机等。

2、自动控制系统的组成

该自动控制系统分为两部分，分别为重介密度测控系统部分和生产集中控制系统部分。重介密度测控系统部分是选煤厂实现自动化生产的核心部分。本设计将重介密度测控系统部分与生产集中控制系统部分融合为统一的整体，形成一套独立的控制体系。该测控系统由电动分流器、超声波液位计、补水阀门、泵前加水电动阀门、磁性物含量计、密度计、旋流器入选压力表以及上位机等组成。通过数据采集及逻辑运算，并通过安装在旋流器料管上的压力传感器、超声波液位计、磁性物含量计以及密度计对工艺参数进行检测，来对现场分流装置及加水阀门进行控制，从而实现液位及密度的稳定。

生产集中控制系统主要由执行机构、现场传感器PLC、组态软件以及上位机组成。根据设备的具体运营情况，分别在主厂房配电室安放PLC主控制柜，在运销车间配电室、准备车间配电室等安放PLC分控制柜。集控室内安放PLC的控制主机，PLC采用西门子S7-300系列。分别在运销车间配电室、主厂房配电室、准备车间配电室以及集控室安放西门子环网交换机，并通过光纤形成以太网结构。控制分站及控制主机以就近原则接入环网交换机，并通过以太环网结构进行通信。安放两台上位工控机于调度中心，一套运行版，一套开发版，终端连接到以太环网，通过PLC控制主机和以太网的通信功能，保证上位机发出控制指令以及迅速采集数据。安放全方位的胶带保护装置于现场胶带机沿线。为实现煤仓煤位的监视功能，对煤仓配置专门的雷达料位仪。为实现液位的监视功能，对液位桶配置专门的超声波液位计或者差压液位计，监控信号根据就近原则与PLC控制分站进行连接。

3、自动控制系统的设计

根据工艺的不同，选煤厂可分为装车站、浓缩车间、浮选车间、主洗车间以及筛分破碎等车间。每个车间中的控制设备应安装在一个配电室。由于实际运行情况的原因，PLC系统的设计装置也应与配电室集中安置。传统的Profibus总线电缆在传输其它信号方面存在无法克服的缺陷，它不能与配电柜诸多保护装置进行通信，因此需另架线缆。

本方案选择了以太网作为传输总线，并以光纤环网作为主导技术，保证了网络的抗干扰性及可靠性。通过MOXA以太网换接模块及环网交换机将配电柜的微机保护装置及电子称连接到组态软件中去，同时将其它装置系统的数据连接到自动控制系统中。以太网CP343-1模块具有较高的性价比，通过以太网接口结构，可将其与环网交换机进行便利的连接。

4、自动控制系统的功能

4.1、顺序控制

生产应用中，按照工艺要求对设备进行先后启停的控制叫做顺序控制。一般来讲，顺序控制系统可分为集中自动及集中手动两种控制方式。集中自动控制方式通过对工艺流程进行优选，达到选定流程内工艺设备的自动启停。期间启停的间隔时间可根据实际情况灵活设定。

4.2、过程控制

（1）压力自动控制。设置压力传感器于重介旋流器入料管路上，用来对变频器进行调节，以实现对重介旋流器入料泵转速的调整，从而保证重介旋流器入料压力始终高于工艺要求值。

（2）合格介质桶液位超限控制。合格介质桶的液位不能过高，同时也不能过低，否则会出现溢流或打空泵现象。当合格介质桶出现上限液位报警时，循环悬浮液应以最大分流量流至煤泥桶。当合格介质桶出现下限液位报警时，控制系统的补加水阀门将自动打开，同时分流装置将自动关闭。

（3）煤泥含量自动控制。合格介质悬浮液中磁性物含量通过现场安装的磁性物含量计测量。通过数学模型将密度信号及磁性物含量进行计算，以实现对分流装置的控制，从而保证悬浮液中煤泥含量的稳定。

（4）介质密度控制。由选煤工艺流程的特点可知，合格介质桶中液体密度呈现上升趋势，液位呈现下降的趋势。因此，系统可通过对清水阀门开度的自动调节来对加水量进行改变以保证悬浮液密度的稳定。

总结：

本文介绍的选煤厂自动控制系统具有结构简单，性能优良的特点。经试验，该系统在实际生产中运行可靠，大大提高了企业的生产效率，明显改善了员工的工作环境，其性能完全满足用户需求。

参考文献：

[1]韩朝晖.选煤厂自动控制系统的实现[J].工矿自动化,2011,(07)

[2]刘存喜.选煤厂监控系统的自动化改造[J].工矿自动化,2010,(02)