自动化技术在选煤中的应用

2020-04-23刘会云

电子技术与软件工程 2020年8期

刘会云

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿选煤厂山西省太原市 030205）

1 选煤的目的及方法

1.1 选煤的目的

（1）选煤的目的是将其中含有的多种杂质成分去除，由于在工业生产中，一旦煤炭中杂质了大量的杂质，将会对煤炭的产热量带来较大的影响，而在一些工业生产过程中，对煤炭热量有着较高的要求，如果其中混油杂质，则无法达到要求的条件。并且，选煤工作的开展能够有效降低存在于煤炭中的灰分，提升原煤的质量，特别是对于冶金行业而言，他们对煤炭的灰分要求比较低，因此，这种做法在增加煤炭产热量的同时，还能够有效提升煤炭的冶炼效果以及利用效率[1]。

（2）针对不同的用户进行分级选煤。一些企业在使用煤炭的过程中，对其质量有着较高的要求，例如，发电行业和冶金行业对煤炭质量的要求比较高，而一些企业则对煤炭质量的要求比较低，因此，通常情况下可以将煤炭划分为多种级别，并且按照级别明确其价格。

1.2 选煤的方法

选煤的方法有很多中，依据选煤过程中是否用水可以将其分为干法选煤和湿法选煤，其中，湿法选煤也就是在重液、水或者是悬浮液中进行，在完成选煤工作之后，需要对煤炭进行烘干处理。然而，干法选煤则需要在空气中进行。基于不同的选煤原理，还可以将选煤的方法分为浮游选煤和重力选煤，其中，重力选煤也就是基于岩石和煤炭之间的密度差异完成煤炭的筛选工作，通常情况下，煤炭的密度要小于岩石的密度，因此，可以依据重力的不同借助选煤机使岩石和煤炭分开。

2 选煤厂自动化应用

目前，信息技术的发展促进了自动化技术的发展，并且给人类社会提供了极大的便利。然而，对于选煤厂来说，实现自动化控制具有非常重要的意义。该项工作的实施不仅能够对自身的效益发挥积极的作用，同时还能够满足目前我们所倡导的绿色发展理念。再加上，在经济新常态的发展背景下，已经有越来越多的选煤厂逐渐重视其自动化控制系统，并且纷纷尝试如何去应用[3]。通过对目前的选煤厂进行调查研究，从整体上能够得知，将自动化运用到选煤厂中将发挥出一定的优势，然而，实际使用效果并不理想，仍然存在着一定的缺陷：

（1）在选煤厂中运用自动化系统，需要进口很多关键的部件，例如，分支器，这些部件的使用和设备的运行程度有着直接的关系，尽管普通但是不可或缺，从而使得使用成本增加。

（2）自动化控制水平受限。这一特点主要体现在以下方面：1.整个系统缺乏稳定性，信号经常受到干扰。2.对选煤生产现场设备的参数以及状态的监测力度不足。3.需要深化浮游选煤，并且该系统的传感器很容易受到环境因素的影响。

（3）对信息管理系统的应用力度不够。很多选煤厂缺乏有效的管理，尤其是缺乏信息技术管理，从而导致信息无法实现共享，出现了信息不对称的现象，对现场调控产生了一定的影响，导致高层管理工作者无法及时了解选煤生产过程，不能对实际情况进行有效指导。

3 选煤厂自动化技术分析

3.1 选煤厂自动化内容

一般情况下，选煤厂自动化的内容包含了以下几个方面：

（1）为了能够在出现故障的时候及时报警并且排除隐患，实现保护机械设备的效果，就需要对机械设备进行自动监视、自动保护以及事故报警。如今，我国很多的选煤厂都能够运用工业电视来实时监控场内的生产设备，这样一来不仅能够有效确保设备仪器的安全稳定运行，同时还能够起到提升设备仪器运行效率的目的。

（2）煤炭分选是一项复杂的工作，主要是因为很多因素都会对分选效果产生影响，因此，这种现象也会在一定程度上影响到分选结果。因此，需要在生产过程中做好生产工艺的控制以及检测工作，并且运用检测装置跟踪整个监测过程，以此来对相关工艺参数给予相应的调整。

3.2 自动化技术在选煤厂的应用

3.2.1 完善自动化所需的基础条件

自动化的实现需要基于智能设备和无线网络来完成，这也就表明，选煤厂在使用自动化控制系统的时候，应该建立起完善的智能设备以及无线网络。

（1）在构建无线网络的时候需要注意以下方面的问题：1.有效保障无线网络的稳定性。2.确保无线网路架构的科学合理性，特别是要有效确保无线网络架构的拓展性。因此，应该加大对无线网络拓扑设计的重视力度，确保其在任何条件下都不会受到干扰。如今，很多选煤厂都忽视了这一特点，因此，一旦电磁环境恶化，就会对整个系统的正常运行产生影响。良好的无线网络能够为智能设备的运用奠定坚实的基础。

（2）应该立足于智能化建立对应的设备以及管理中心，实现生产以及管理的智能化。这样一来也能够有利于信息和数据之间实现实时共享与实时传递，从而除去信息的不对称现象。其中，需要重点关注监控系统的建设工作。将自动化控制系统运用到选煤厂中，智能化硬件设备的建设非常关键。

3.2.2 强化信息采集与监控技术

选煤厂自动化系统尚未运作是借助对现场及设备的监控来采集相关信息，从而为管理工作提供可靠的依据。因此，应该高度重视该项工作。使用自动化控制采集技术，需要借助PLC 技术来有效落实现场控制工作。实施现场控制工作的关键是基于这一技术建立起PLC 二次回路，并且，在现场设备中配备一定数量的开关，之后立足于采集设备，完成对现场设备运行数据的采集工作，以此来有效降低人员的投入。自动化系统的运用，不仅能够有效提升采集效果，还能够最大限度保障采集工作的精准度。与此同时，应该将各个分站设备和主站设备有效连接起来，从整体上实现信息传递以及控制，从而起到实时共享信息的效果。一旦在设备运行的过程中出现报警现象，也能够及时予以处理。

图1：煤泥浮选药剂自动添加

3.2.3 基于信息管理系统实现全面管理

通过深度开发以及运用系统集成对接，能够集合起所有选煤厂中国系统的优势，从而建立起一套完善的信息管理系统。这一系统的使用能够密切查询以及管理选煤厂的生产状况。对于选煤厂的管理工作而言，主要是对生产、设备以及质量的管理，这一信息系统的运用能够稽核这些关键的设备，并且建立一个完善的管理系统。在此系统中能够实现对数据的查询，并且对生产设备的运行状况进行实时监控。这样一来也能够实时监控选煤厂的设备运行情况，不仅能够在其出现问题的时候及时予以处理，同时还能够及时掌握设备的使用情况，便于保养维修工作的开展。

3.2.4 确保人才支撑

在选煤厂中，普遍存在着信息技术人才缺乏的现象，因此，即便运用了自动化控制系统，也缺少人才的支撑以及保障，从而影响到了这一系统的运行效果。为了能够有效确保系统处于科学稳定的运行状态，就需要引进相关的人才，最好是既懂选煤又了解自动化技术的复合型人才。同时，还需要重视员工的培训工作，强化其对自动化技术的认识以及理解，为系统的运行维护提供便利。

3.2.5 浮选系统的自动控制

浮选过程自动化是选煤综合自动化的重要组成部分，其对于稳定产品质量、降低浮选捕收剂和起泡剂的用量，提高浮选精煤产率都有非常重要的意义。该环节首先通过传感器检测并计算出入浮总干煤泥量，干煤泥量除以总的入浮矿浆流量，得到实际的入浮矿浆浓度，由此得到在此入浮浓度下的煤药比，将此值与入浮总干煤泥量相乘得到浮选药剂添加量的给定值，与实际药剂添加量比较后，通过控制执行机构动（如计量泵等）对药剂添加量进行调节，以此实现药剂添加量的自动跟踪。图1 表示了这种前馈控制框图，然而实际的浮选生产过程实现自动化的比较少，主要受到煤质波动大和加药执行机构容易坏的影响，这也是选煤界需要迫切解决的问题之一，从而提高选煤厂综合自动化的水平。

3.3 选煤厂控制回路需注意的问题

一般情况下，应该综合考虑无法预测的测量误差以及变量，并且经过细心设计，对控制器进行优化以及调整，从而使整个控制回路处于最佳的运行状态。尽管调控工作会在一定程度上影响到控制回路，但是，借助科学合理的操作能够游侠降低干扰因素带来的影响，从而达到提升产品质量以企业经济效益的目的。

4 自动化选煤技术的发展趋势

4.1 视频监控分站技术

集控系统能够在一定程度上避免事故的产生。然而，集控系统也具有自身的缺陷，例如，监控工作缺乏重点、监控范围大等。视频监控分站技术是将监控装置布置在设备附近，并且集中布置容易发生事故的位置，以此来实现全方位的监控。例如，将监控装置布置在皮带机的尾部，随时对该处的运行情况进行观察。这一系统能够实时实地监控管理人员，以此来有效确保选煤工作的顺利实施。目前，随着视频监控分站技术在选煤厂中的广泛应用，选煤厂的安全也得到了有效的保障，从而达到了有效提升选煤厂生产率以及事故处理效率的目的。

4.2 更稳定的测试控制系统

控制系统开发者由于原材料的变化，需要对系统进行相应的测试以及改进，以此来有效确保监控系统的稳定性。同时，还需要改进相应的仪表以及设备，使其得到进一步升级。

4.3 达到最优控制

只有使系统处于最优状态，才能够确保系统的稳定运行。因此，应该借助科学研究，确保设备达到最佳的控制效果。然而目前，对于研发人员而言最优控制也是一项难题。

4.4 其他趋势

自动化选煤技术的发展趋势有如下几个方面：

（1）在选煤厂中使用自动化选煤技术，能够满足生产需求，并且其应用也将越来越广泛。可以将自动化控制从单台设备升级到整个选煤厂的中央自动化控制。

（2）自动化控制系统的重点将会从对一台或者一个选煤厂的控制，上升到对数据信息的自动化采集。

5 自动化选煤技术的发展建议

5.1 坚持实用性的原则

系统管理自动化需要遵循实用性的原则，以此来有效提升选煤厂的经济效益。目前，已经具备多种自动化选煤技术，选煤厂也应该按照自身的实际情况，坚持运用实用性原则，选择满足自身发展的选煤技术，确保资源的利用效率处于最优状态。

5.2 现场总线技术

在经济效益不断提升的时代背景下，选煤厂的自动化设备数量以及种类也逐渐增对，自动化系统的控制对象也逐渐增加，控制电缆也会相应增加。一旦设备出现故障，因电缆分布比较密集，就会导致维修人员很难找出故障部位。现场总线技术的运用，不仅能够降低电缆的使用数量，还能够给故障检修提供便利，以此阿里有效确保传输信号的安全性。