浅谈计算机自动配煤控制系统的研究

李旭　李昊

[摘要]配煤是煤炭加工利用的重要组成部分，也是洁净煤生产的重要控制环节。文章对选煤厂配煤系统工艺进行了详细介绍，对影响配煤产品的工艺因素进行了分析，在此基础上，对配煤工艺进行了改造，提出了基于模糊神经网络的灰分反馈控制策略，为实施配煤智能控制提供了一种新的方法

[关键词]自动配煤；灰分；实时监测；变频调速

洗选产品配煤是选煤厂生产的一个重要环节，也是选煤厂产品质量（主要是灰分）啦制的最后环节。采用人工采样化验方法配煤，由于滞后时间长和取样代表性问题，以及人工操作因素的影响，不能及时指导配煤生产，产品配煤的质量稳定率较低。为了满足煤炭市场的各种需求，增加产品品种和提高产品质量成为选煤厂提高经济效益，实施产品配煤自动化可增加选煤厂外运煤的品种、提高产品质量稳定率，其重要性不言而喻。

一、影响配煤效果的工艺问题

目前工艺条件下，配煤操作中存在着若干影响配煤效果的工艺问题：

1）通常配煤的灰分是时刻变化的，有些煤种（如原煤）的灰分的波动范围还较大。

2）各配煤仓的给煤量也是时刻变化的。无论是闸板调节或是变频调节，对于同一开度或同一频率，在不同的时刻，其煤量也可能是不同的。

3）灰分仪的瞬时值存在1分钟左右的延迟，并且皮带上煤流存在一定的传输时间，配煤系统存在较大的滞后。

鉴于以上影响配煤效果的工艺问题，进行了以下改进措施：通过自动切换给煤机和调节给煤机变频器频率作为控制配煤煤种给煤量的调节手段，以在线灰分仪的灰分或发热量作为主要控制目标，以各配煤煤种的煤量作为辅助反馈参数。

二、计算机配煤控制系统的结构及特点

计算机配煤控制系统是针对选煤厂，运用先进的计算机技术、网络技术、模糊控制方法和燃烧理论设计的一套成熟、稳定的自动控制与监视系统。

2.1系统组成

系统结构示意图如（图1）示，该系统配置三台工控机，一台置于调度室①，两台置于两个装车地磅房②内，它们通过总线（或网络）与置于两个装车地磅房内的两个PLC分站③、两个监测模块④（分别对应两条皮带）以及变频器⑤相连，构成三主机分布式结构。

主机主要用于向现场人员显示灰分、水分、重量、仓位等值、配煤系统与设备的工作状态、配煤策略与操作要求、以及装车计量等信息；通过PLC分站、监控模块、变频器以及原有电气回路控制柜⑦进行配煤操作并对装车设备⑧进行集中控制。

地磅房操作台⑥用于对装车设备进行手动操作，可作为集控系统后备。

调度室主机与厂计算机网络及集控系统⑨相连，实现信息集成。通过该网络，有关管理人员可实现配煤信息（实时或记录）的监测与综合查询。

2.2系统特点

该系统采用模糊控制理论，控制精度高，而且具有良好的均匀性。控制方式能非常好的适应设备维修的情况，有效地节约费用。对生产运行现场进行监督，具有完善的系统监测报警功能、先进的数据管理功能和数据采集、整理、记忆功能等。系统运行具有良好的安全性、连续性和稳定性。对原料进行有效的配比、使其合理利用，大量节约了能源，提高了相关的运行效益。

三、自动配煤原理

选煤厂的配煤系统是一个非线性、时变和大滞后的过程，在其控制过程中，灰分度是一个非线性时变参数，也是非常重要的控制参数，而模糊神经网络控制是一种非线眭控制方式，采用模糊神经网络控制可以取得满意的控制效果。

自动配煤控制系统根据用户的不同情况，配煤流程可采用在线测灰仪、核子皮带秤或电子皮带秤和变频调速技术，通过精确的计量来实现配煤，先由人工选择目标灰分和配煤煤种，由系统确定给煤机的数量，经过计算定性得出将要装车的产品灰分，依据所配煤的目标灰分和各煤仓煤的灰分算出各煤种的给煤流量，用开动给煤机的台数进行给煤量的粗调，通过实时监测装车皮带上配煤比后的灰分和实际装车灰分与目标灰分进行比较，之后再由系统计算，调节皮带秤的瞬时流量并指导变频器动作，用变频器进行给煤量的细调，从而使配煤最大限度接近目标灰分。

四、结束语

通常，人工配煤装车时，配煤各产品的平均灰分稳定率（低灰分级配煤产品灰分在（X-0.5，x）之间的比率，高灰分级配煤产品灰分在（X1，x）之间的比率，其中x为产品要求灰分）只能保持30～60%。自动配煤控制系统实施后，装车配煤产品平均灰分质量稳定率可提高到90%以上。自动配煤系统实现N-h-外运商品煤的质量全方位监测监控，配装成不同灰分的产品煤，满足不同客户的需求。并提高配煤精度和质量稳定性。可以将产品灰分较精确的控制在要求的灰分范围内，提高产品等级；杜绝产品质量不合格和产品质量过剩的问题。该系统已在平煤田庄冼煤厂应用，创造了很大的经济和社会效益。

参考文献

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[2]邹其开模糊系统与专家系统[M].西安：西安交通大学出版社，1991

[3]孙增圻.智能控制理论与技术[M].北京：清华大学出版社，1997

[4]王崇林，李长录，谭国俊.煤矿供电与电气控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008