成莊礦選煤廠密度自動控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

趙平勝，王然風(fēng)

（1.晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司洗選處 山西 晉城 048006；2.太原理工大學(xué) 山西 太原 030024）

成莊礦選煤廠密度自動控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

趙平勝1，王然風(fēng)2

（1.晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司洗選處 山西 晉城 048006；2.太原理工大學(xué) 山西 太原 030024）

成莊礦選煤廠塊煤系統(tǒng)采用人工控制，導(dǎo)致精煤灰分波動大，精煤損失也大，同時增加了工人的操作強度，為此在分析成莊塊煤密度控制系統(tǒng)特殊性的前提下，采用模糊控制方法實現(xiàn)了自動分流進而實現(xiàn)了密度自動控制系統(tǒng)，該方案實施以來，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟和社會效益。

密度自動控制；模糊控制；自動分流

1 密度自動控制系統(tǒng)研制的提出

成莊礦選煤廠塊煤分選采用的是重介斜輪分選機，通過月綜合資料分析表明，矸石中-1.8密度級煤損失較大，平均損失量為4%～5%，精煤中矸石含量平均為0.78%，造成這種狀況主要是塊煤分選系統(tǒng)沒有實現(xiàn)自動控制，僅靠人工控制，導(dǎo)致懸浮液密度波動大，精煤灰分時不合格，崗位司機工作量大。只有通過實現(xiàn)重介系統(tǒng)自動控制，才能解決上述問題。

2 密度控制系統(tǒng)方案設(shè)計

目前國內(nèi)外重介選煤過程中懸浮液密度自動控制已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用，控制技術(shù)采用成熟可靠的PID控制算法，取得成功的關(guān)鍵原因是控制對象的改變。事實上，最初國內(nèi)重介密度自動控制系統(tǒng)的補加清水在合介桶上方實施，從控制的角度上講就屬于大慣性、大滯后過程，后來將補水由直接往合介桶添加改為在合介泵入口處添加，其實質(zhì)是改變了控制對象，消除了大慣性和大滯后，當(dāng)然作為工藝上的改變則原來意義上的合格介質(zhì)桶變成了濃介桶，即合介桶的實際密度略高于合格介質(zhì)，這樣補水才有可能，這也是目前這種流行方案取得成功的根本原因。

成莊斜輪分選具有特殊性，原因在于它的合格介質(zhì)桶的桶位由于煤質(zhì)波動導(dǎo)致了桶位在不斷上漲，密度卻在不斷的下降，從而導(dǎo)致成莊礦選煤廠的密度控制從策略上將要通過分流來實現(xiàn)密度自動控制成為一種重要的方式，而分流就變成了將合格介質(zhì)經(jīng)分流機構(gòu)分向稀介桶，經(jīng)泵送至磁選機，經(jīng)磁選機回收后到合介桶，這樣控制對象就變成了大慣性和大滯后對象，控制難度增加，因此采用傳統(tǒng)的PID控制實現(xiàn)自動分流進而實現(xiàn)密度自動控制不可避免的要出現(xiàn)超調(diào)和振蕩現(xiàn)象，控制難度增加，這是成莊礦項目的特殊性，也是本項目實施的難點。模糊控制是解決這種大慣性大滯后的控制的成熟有效的算法，為此提出采用模糊控制來實現(xiàn)自動分流進而實現(xiàn)密度控制的解決方案。

3 成莊礦密度自動控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與實現(xiàn)控制系統(tǒng)組成框圖

圖1 成莊礦密度控制系統(tǒng)組成

由上圖可以看出，采用了西門子系列的PLCS7300及其相關(guān)模塊來實現(xiàn)，控制的系統(tǒng)包括東西兩個系統(tǒng)的兩套密度控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上進行了模糊控制系統(tǒng)軟件開發(fā)，并形成了如圖2的控制界面。

圖2 成莊礦選煤廠的組態(tài)界面設(shè)計

4 小結(jié)

從實踐來看，該模糊控制系統(tǒng)超調(diào)量小、調(diào)整時間短、對系統(tǒng)參數(shù)變化和外界干擾有較強的魯棒性，是一種針對成莊礦特殊工況下密度控制的有效方法。通過項目研究與實施，塊煤重介系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控并自動調(diào)控，按照目前的生產(chǎn)年入洗塊煤336萬t左右，目前塊精煤售價為560元/t，按照回收率提高0.2%考慮，除去成本價每年至少可創(chuàng)造經(jīng)濟效益在200萬元以上。同時項目的實施對于減少因灰分超標(biāo)造成煤質(zhì)事故，降低職工勞動強度將起到重要作用。

Research and Implementation oFDensity Automatic Control System in Chengzhuang Mine Coal Preparation Plant

ZHAO Ping-sheng1,WANG Ran-feng2
(1.Washing Department,Lanyan Coal Co.,Jincheng Shanxi 048006;2.Taiyuan University oFTechnology,Taiyuan Shanxi 030024)

In Coal Preparation PlanToFChengzhuang Mine,the manual control oFits lump coal system caused big fluctuation oFash contents,large loss oFfine coal,and increase oFworking intensity.Therefore,on the premise oFthe lump coal density in Chengzhuang Mine,a fuzzy control method was adopted to realize the automatic dispersion,and the density automatic control system.Since the implementation oFthe system,the enterprise has achieved better economic and social benefits.

density automatic control;fuzzy control;automatic dispersion

TD92

A

1672-5050（2011）07-0045-02

2011-03-06

趙平勝（1970—）男，山西晉城人，大學(xué)本科，工程師，從事煤炭洗選技術(shù)管理研究工作。

徐樹文