壓濾機自動化控制系統(tǒng)的改造分析

羅祖源

（大地選煤工程有限責(zé)任公司塔山選煤廠,山西 大同 037001）

引言

塔山選煤廠是目前我國國內(nèi)比較大型的、高現(xiàn)代化的選煤廠，主要工藝采用重介淺槽分選塊煤、三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選末煤、煤泥分選機回收粗煤泥、加壓過濾機和板框壓濾機回收細(xì)煤泥工藝。其中壓濾機自動化控制系統(tǒng)存在諸多問題，需進行改造。

1 塔山選煤廠選煤壓濾系統(tǒng)存在的問題

塔山選煤廠采用傳統(tǒng)的壓濾機自動控制系統(tǒng)，自動化程度較低，在判斷濾餅含水狀態(tài)時，主要通過設(shè)定上位機中的壓榨時間，在一個時間段后，由工作人員通過肉眼判斷濾餅的壓榨情況，誤差較大，從而影響壓濾脫水效果，這就需要通過控制入料程度及時響應(yīng)壓濾脫水量，因此壓濾自動控制系統(tǒng)中有很多環(huán)節(jié)目前處于開環(huán)，存在很大的安全隱患。例如在進料的時候由于進料泵功率穩(wěn)定不變，當(dāng)由于原料濃度發(fā)生變化時，由于泥料濃度有可能超過原設(shè)計水平，就會造成管路堵塞等情況的發(fā)生，當(dāng)管路發(fā)生堵塞時就有可能造成管路炸裂這種情況的發(fā)生。煤泥壓濾自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

2 優(yōu)化改造措施

傳統(tǒng)洗選過程中的壓濾脫水工藝設(shè)備正需要解決以上存在的問題，這就需要優(yōu)化脫水工藝機械結(jié)構(gòu)，研發(fā)高效智能化設(shè)備。隨著檢測與儀表技術(shù)和智能化的快速發(fā)展，設(shè)計出一套能夠適用于洗選過程中的壓濾設(shè)備的自動化系統(tǒng)就能夠大大提升洗選效率[3]。傳統(tǒng)壓濾機的自動控制流程如圖2 所示。

圖1 煤泥壓濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 傳統(tǒng)壓濾機的自動控制流程

通過長時間對整套壓濾系統(tǒng)工作過程的了解，研究出能夠?qū)崿F(xiàn)壓濾機自動控制的系統(tǒng)，PLC 自控系統(tǒng)設(shè)置有三種不同的運行模式：自動、手動、檢修。通過增加DI、DO、網(wǎng)口以及通信模塊建立起對壓濾機的自控。在系統(tǒng)中設(shè)置“復(fù)位”按鈕，復(fù)位的設(shè)置主要是為了保證在壓濾機發(fā)生故障時能夠及時停機，并且能夠?qū)簽V機進行采集反饋信號，做到精確控制保證壓濾機能夠及時恢復(fù)原狀態(tài)，保證油缸、油位、排氣閥、發(fā)達等的反饋及時。由于壓濾過程中存在有高壓情況，這就需要對過程中的管道進行實時監(jiān)測，尤其壓濾管、進料管必須進行壓力檢測，從而保證安全、高效運行，并且在PLC 控制中能夠?qū)崟r參與邏輯控制。PLC 控制中主要的采集輸出量有整套控制系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈、油位高低位檢測、報警指示燈、油泵的開關(guān)/閉合。為了增加用戶的體驗感必須設(shè)置HMI 人機界面，能夠?qū)⑺羞\行狀態(tài)顯示在屏幕上，同時出現(xiàn)故障時能夠保證有聲光提醒。PLC 自動控制原理圖如圖3 所示。

在改造后的壓濾機自動控制系統(tǒng)（見圖4）中，增加了又一次的加料程序，通過排氣閥的開啟關(guān)閉、液壓泵的工作停止，在第一次完成加壓過濾操作后，打開排氣閥能夠使濾液排出，留下泥餅，然后再第二次進行進料，進料再重復(fù)壓濾的過程。當(dāng)過濾腔內(nèi)被濾完的煤泥頂開后，應(yīng)該立即停止進料泵，同時將閥打開，通過液壓泵作用液壓缸進行卸濾腔內(nèi)的煤泥。整個控制過程中PLC 對濾腔內(nèi)狀態(tài)、進料泵的啟停、排氣閥的關(guān)閉打開，各狀態(tài)之間相互協(xié)調(diào)配合，共同完成壓濾機的自動控制。

圖3 PLC 自動控制原理圖

3 結(jié)論

自動化、智能化是未來選煤廠的標(biāo)準(zhǔn)，目前塔山選煤廠壓濾機自動控制過程已經(jīng)成為了完整的生產(chǎn)線，可以分析、優(yōu)化壓濾機的整個運行過程中的參數(shù)提取，使參數(shù)完整、實時地進入到控制系統(tǒng)中。對壓濾機進行自動化改造后，效果顯著。減少了2 名工人的勞動成本，同時現(xiàn)參與的人員的勞動強度也比原來降低了很多；現(xiàn)單次壓濾成型時間比原先提高了15%；復(fù)位功能的設(shè)置最大程度地減少了故障，保證了安全可靠的生產(chǎn)。壓濾機的自動化改造，達到了增效、節(jié)能、環(huán)保的效果。

圖4 改造后的壓濾機自動壓濾的控制流程