淺談自動(dòng)化技術(shù)在選煤中的應(yīng)用

摘 要：選煤工業(yè)是我國的傳統(tǒng)工業(yè)，但隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化水平的提高，傳統(tǒng)的選煤技術(shù)很難適應(yīng)目前選煤工業(yè)的發(fā)展。選煤廠自動(dòng)化控制技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)工藝參數(shù)，還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)選煤廠生產(chǎn)設(shè)備的統(tǒng)一管理。本文首先介紹了選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀，其次闡述了選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容，最后分析了選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并給出了一定的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；選煤廠；現(xiàn)狀；發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.039

1 我國選煤廠自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

在選煤過程中，單靠人工操作是不夠的，還需要控制裝置和自動(dòng)化儀表進(jìn)行調(diào)整和檢測(cè)，讓選煤過程的自動(dòng)化提高。隨著我國選煤產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，選煤工藝也越來越需要自動(dòng)化技術(shù)的配合，以前只是對(duì)幾種設(shè)備和工藝參數(shù)進(jìn)行事故報(bào)警和在線監(jiān)測(cè)，現(xiàn)在可以對(duì)選煤廠生產(chǎn)過程中的主要參數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行全面的自動(dòng)控制。將原有的單獨(dú)自動(dòng)化設(shè)備控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫x煤廠整體的控制，而且加強(qiáng)了計(jì)算技術(shù)在選煤廠管理上和控制上的作用，使選煤廠自動(dòng)化水平得到提高。

當(dāng)前選煤自動(dòng)化的應(yīng)用也存在以下一些問題：

（1）控制元件不能自主生產(chǎn)，大部分需要進(jìn)口。為了保證電氣設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，通常的電氣設(shè)備都會(huì)首先選擇國外的大品牌。在選煤生產(chǎn)的過程中，重介質(zhì)自動(dòng)化密度控制的精度還較低，浮選自動(dòng)化程度仍需提高，在線自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍還需擴(kuò)大。

（2）選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和儀表的選型不合理、傳感器在惡劣環(huán)境下的工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，常出現(xiàn)無法正常使用的情況、專業(yè)技術(shù)人員缺乏，不能有效保障系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)。

2 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容

2.1 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容

選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容有：（1）對(duì)機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)、事故報(bào)警和自動(dòng)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)如發(fā)生事故可及時(shí)報(bào)警或自動(dòng)排除隱患，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備機(jī)械和生產(chǎn)過程的保護(hù)。目前我國大部分選煤廠已應(yīng)用工業(yè)電視對(duì)廠內(nèi)的主要生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障設(shè)備的正常運(yùn)行和生產(chǎn)的安全。（2）對(duì)生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)工藝進(jìn)行自動(dòng)控制和檢測(cè)。煤炭分選的過程十分復(fù)雜，影響煤炭分選效果的因素有很多，這些參數(shù)的變化會(huì)直接反應(yīng)到分選結(jié)果中。工藝參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的目的就是利用檢測(cè)裝置對(duì)生產(chǎn)過程的跟蹤檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)に噮?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。本文將簡(jiǎn)要介紹選煤廠主要工藝參數(shù)的檢測(cè)和工藝過程的自動(dòng)控制。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)在選煤廠的應(yīng)用

（1）浮選機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。浮選機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以對(duì)煤泥水的濃度和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且還可以設(shè)定煤泥水中投放藥劑的比例。但在對(duì)藥劑投放比例的調(diào)節(jié)過程中，會(huì)存在很多的影響因素，這些因素如果考慮過多，那么也會(huì)造成浮選自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制效果不佳。

（2）壓濾脫水自動(dòng)控制。壓濾脫水自動(dòng)控制就是依據(jù)選煤廠生產(chǎn)過程中遇到的不同情況，對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，例如：壓緊和松開時(shí)間，使系統(tǒng)的運(yùn)行可以應(yīng)對(duì)選煤廠實(shí)際工作的需要，為了保證煤泥水閉路循環(huán)過程的順利進(jìn)行，壓濾機(jī)的循環(huán)是較為關(guān)鍵的。

（3）跳汰機(jī)的自動(dòng)排料。跳汰機(jī)的分選效果受排料影響較大，可以通過自動(dòng)化控制對(duì)排料的時(shí)間進(jìn)行控制，以此來保證跳汰機(jī)工作正常，使煤炭的分選質(zhì)量提高，大大增加精煤的回收率，單位面積的處理量也隨之增大，此時(shí)跳汰機(jī)的性能是最好的狀態(tài)。

（4）重介質(zhì)懸浮液密度及液位自控系統(tǒng)。分選密度的確定應(yīng)十分科學(xué)，需要對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行合理的分析，重介質(zhì)懸浮液密度及液位自控系統(tǒng)能夠?qū)铀亢头至鏖_度進(jìn)行控制，完成預(yù)先設(shè)定好的懸浮液密度值。同時(shí)，如發(fā)現(xiàn)密度值超出生產(chǎn)要求的范圍，該系統(tǒng)也方便重介司機(jī)對(duì)密度進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)節(jié)。此外，對(duì)于桶內(nèi)的液位情況，可以加入液位測(cè)定裝置，對(duì)超出范圍的液位及時(shí)的反應(yīng)給工作人員。

（5）自動(dòng)配煤控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可依據(jù)在線檢測(cè)的灰分值，通過事先設(shè)定好的方式對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，來調(diào)整各種煤的添加比例，保證配比后煤的灰分在限定值內(nèi)。

2.3 選煤廠控制回路中需要注意的問題

由于需要考慮測(cè)量時(shí)的誤差和不可預(yù)測(cè)的變量，因而在過程控制中需要進(jìn)行考慮，通過仔細(xì)的設(shè)計(jì)后，優(yōu)化控制器到最佳狀態(tài)。雖然調(diào)控對(duì)干擾條件下的操作影響較大，但通過監(jiān)測(cè)來選擇合適的操作點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的干擾，能夠提升產(chǎn)品的質(zhì)量和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 視頻監(jiān)控分站技術(shù)的應(yīng)用

集控系統(tǒng)的作用是避免事故的發(fā)生，但是集控系統(tǒng)存在的問題是其監(jiān)測(cè)范圍較大，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)管理缺乏重點(diǎn)。視頻監(jiān)控分站技術(shù)是在選煤廠生產(chǎn)設(shè)備周圍設(shè)置攝像裝置，對(duì)于事故發(fā)生概率較大的位置應(yīng)集中設(shè)置，并通過云臺(tái)控制對(duì)該位置進(jìn)行全方位的監(jiān)控。例如產(chǎn)品皮帶機(jī)的尾部設(shè)置攝像裝置，可以隨時(shí)的觀察該設(shè)備的運(yùn)行狀況；在設(shè)備附件建立分監(jiān)控室，并采用透明的隔音材料，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。這樣不但可以保證職工的職業(yè)健康安全，還可以真正的做到實(shí)時(shí)巡查，且無需去現(xiàn)場(chǎng)。視頻分站的建立在選煤廠的應(yīng)用越來越多，各崗位車間都通過這類方式對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控，使自動(dòng)化控制的可靠性大大提高。

3.2 更穩(wěn)定、可靠的測(cè)控系統(tǒng)

由于原材料的不斷變化，選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，開發(fā)和使用者應(yīng)不斷對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)，不斷提升監(jiān)控系統(tǒng)的精度。于此同時(shí)，對(duì)于選煤廠中各類電器設(shè)備及儀表的研發(fā)力度也應(yīng)加大，有效的提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

3.3 如何達(dá)到最優(yōu)控制

目前有很多人覺得控制的穩(wěn)定，只能通過對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化才能達(dá)到，這就需要將工作重點(diǎn)放在研究上，通過科學(xué)的研究手段來達(dá)到最佳的控制效果。因此，對(duì)于最優(yōu)控制的研究也是國內(nèi)外研究工作者面臨的一個(gè)難題，需要加大研究力度。

3.4 其他趨勢(shì)

依據(jù)目前我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，預(yù)測(cè)未來幾年選煤廠自動(dòng)化技術(shù)有以下幾個(gè)趨勢(shì)：

（1）自動(dòng)化控制技術(shù)在選煤廠的應(yīng)用會(huì)越來越多，且適應(yīng)實(shí)際的生產(chǎn)需求。

（2）將單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)化融入到選煤廠整體自動(dòng)化工藝流程中。

（3）對(duì)于大型的選煤廠來說，未來的工作重心轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化采集上。

（4）選煤廠的生產(chǎn)設(shè)備將向更加智能化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制管理。對(duì)于選煤廠的運(yùn)行工藝參數(shù)，可以在無人參與的狀態(tài)進(jìn)行自身的優(yōu)化，并對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

（5）選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)的兼容性將得到大幅度提高，系統(tǒng)的升級(jí)也會(huì)充分的考慮兼容性的問題。

我國選煤廠的發(fā)展趨勢(shì)是智能化、自動(dòng)化和大型化。在不斷的研究和吸取國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的情況下，結(jié)合我國國情的實(shí)際狀況，找到適合不同選煤廠自身需求的自動(dòng)化選煤控制系統(tǒng)。

4 選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展建議

在選煤廠控制技術(shù)在系統(tǒng)化、智能化和管理信息化的發(fā)展背景下，我國的選煤廠應(yīng)堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益的理念，大力推廣自動(dòng)化集成應(yīng)用系統(tǒng)。在選煤廠技術(shù)改造中應(yīng)秉承高效益的指導(dǎo)思想。

4.1 堅(jiān)持實(shí)用性的原則

控制自動(dòng)化應(yīng)堅(jiān)持實(shí)用性原則，主要是為了使選煤廠的技術(shù)改造方案能夠切實(shí)的提高企業(yè)的效益?，F(xiàn)階段選煤廠應(yīng)充分利用自身的技術(shù)特點(diǎn)，解決實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的各種技術(shù)問題，符合技術(shù)的合理性和資源利用的高效性，使選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用

選煤廠自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，使得選煤廠需要控制的對(duì)象越來越多，造成控制電纜的大幅度增加，這不僅使投資加大，也給施工加大了難度，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不容易及時(shí)找到故障位置。

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以有效的降低控制電纜的用量，這樣不但可以降低自動(dòng)化技術(shù)的成本，還能極大的減少電纜數(shù)量，方便故障的檢修?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以提高傳輸信號(hào)的安全性，這是由于在現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)傳輸時(shí)，將傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化，數(shù)字化信號(hào)的特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，而且可以減少中繼器的用量，更好的控制成本。因此在選煤廠自動(dòng)化技術(shù)改革中應(yīng)重視現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用。

4.3 在選煤廠自動(dòng)化控制中應(yīng)用專業(yè)軟件

目前我國的軟件市場(chǎng)發(fā)展較快，越來越多的軟件公司成立，這也極大的推動(dòng)了我國選煤廠自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。雖然專業(yè)化的軟件應(yīng)用成本較高，推廣時(shí)會(huì)遇到一定的問題，但隨著技術(shù)的不斷提高，選煤廠自動(dòng)化控制技術(shù)中將越來越多的應(yīng)用專業(yè)軟件。

5 結(jié)語

總之，目前我國選煤廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新的時(shí)期，越來越多的選煤廠應(yīng)用上現(xiàn)代化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，不久的未來在大型的選煤廠，一定會(huì)出現(xiàn)人工操作輔助自動(dòng)化控制的情況。礦物加工自動(dòng)化技術(shù)的研究和發(fā)展，需要將控制系統(tǒng)的可靠性和控制方案的合理性作為最關(guān)鍵的工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃飛.選煤工藝設(shè)計(jì)中介質(zhì)流程計(jì)算自動(dòng)化的研究[J].選煤技術(shù)，2015（04）.

[2]蔡春華，蔡昊.選煤廠主要生產(chǎn)設(shè)備的計(jì)算機(jī)集控自動(dòng)化的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2014（10）.

[3]馮嬋.選煤廠控制自動(dòng)化技術(shù)分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（18）.

[4]姜坤坤，李少寧，孔亭.淺談選煤廠自動(dòng)化控制技術(shù)問題[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（02）.

作者簡(jiǎn)介：康海林（1981-），男，專科，助理工程師，主要從事：煤炭洗選加工。