选煤厂安全生产综合自动化系统改造与应用--中国期刊网

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选煤厂安全生产综合自动化系统改造与应用

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：云艳

[导读] 摘要：随着选煤厂产量的提高，选煤厂原有的生产设备已经不能满足实际生产需要，而且一旦发生重大安全事故，很有可能危及人的生命，给煤矿企业带来巨大的经济损失。因此，这就需要对选煤厂的设备进行改造。

        国家能源集团神东煤炭洗选中心陕西榆林 719315
        摘要：随着选煤厂产量的提高，选煤厂原有的生产设备已经不能满足实际生产需要，而且一旦发生重大安全事故，很有可能危及人的生命，给煤矿企业带来巨大的经济损失。因此，这就需要对选煤厂的设备进行改造。
        关键词：安全生产;综合;自动化
        引言
        选煤厂生产发展中重点就是生产更多优质煤炭资源，有助于提高煤炭整体生产产量。在选煤厂日常生活活动开展中，要注重提高各项技术工艺应用的连续性。随着我国社会经济多领域煤炭需求量日益提升，选煤厂发展中工作量在不断增长，致使诸多设备处于高负荷运行状态，会由于运行异常故障导致系统整体效率受到较大影响。目前，分散式控制模式难以保障各项控制工艺保持连续性，PLC自动化控制在选煤厂中应用要注重对选煤厂发展要求集中分析，选取针对性控制措施提高生产稳定性，实现高质高产生产目标。
        1选煤厂安全生产综合自动化系统改造改造
        1)增加压力变送设备，从而能实时监控油缸压力控制入料环节;另外增加模拟量输入模块，这是为了对相关数据做全面的采集以及处理等工作。2)安装开关量输入输出模块实现控制压滤机进料阀门等设备功能，控制了阀门操作环节。3)安装触摸屏模块，综合观察工作流程以及运行状态。4)改进压滤机PLC程序，集中控制入料泵和刮板机的启动等，进行电气线路改造。
        2选煤厂智能化实践
        2.1建设内容
        智能化选煤厂功能架构:自下而上可分为基础系统、智能生产、智能经营、智慧决策四个层次，逐层递进。最下层为供配电、网络、安全等基础设施建设;智能化功能集中体现在智能生产层与智能经营层，共分为生产、安全、经营、资产四个功能中心;最顶层为基于工业大数据的智慧分析与决策。所有功能模块依托于智信、工业大数据、智能运维三大平台所提供的应用、数据及运维的支撑。
        2.2控制系统运行分析
        浮选机内添加的药剂量与浮选系统内进入的干煤泥量相关，依据浓度、流量传感器检测到的干煤泥量，控制系统根据检测到的干煤泥量动态调整添加药剂量。当干煤泥浓度保持不变时，随着入料量的增加，药剂添加量也应逐渐增加；若干煤泥流量保持不变仅仅浓度出现变化，根据小沉浮试验结果（泥浆浓度在１２０ｇ／Ｌ），药剂添加量应随浓度增加逐渐减少。因此，若药剂添加量仅随干煤泥流量变化，则不能实现对药剂添加的精准控制，因此，控制系统通过引入（Ａ－Ｂｑ）函数即可解决上述问题，从而使药剂添加量跟随入选干煤泥流量、入浮浓度变化而调整，具体药剂添加量调整函数为：Ｉｑ＝（Ａ－Ｂ×ｑ）×Ｇｍ（１）　　式中，Ｉｑ为药剂动态添加量（ｋｇ／ｈ）；Ａ、Ｂ为加药强度系数（无量纲）；ｑ为入料浓度（ｇ／Ｌ）；Ｑ为矿浆流量（ｍ３／ｈ）。加药强度系数Ａ、Ｂ根据最小悬浮选试验确定，在后续生产过程中对Ａ、Ｂ值进修正。通过式（１）并依据流量、浓度传感器检测结果确定药剂的给定值，并将药剂的实际测定值与计算得到的给定值进行ＰＩＤ运算，若实测值大于计算得到的给定值则ＰＩＤ运算输出产生负偏差，控制系统适当减少药剂添加量，直至药剂实测值等于给定值，负偏差消失。此时ＰＩＤ输出保持当前状态不变；若实测值小于计算得到的给定值，控制系统适当增加药剂添加量，直至实测值等于给定值。
        2.3生产过程控制中心
        实现生产过程控制智能化，生产参数自主调整。同时，借助智能移动终端提高生产管理方式的灵活性。生产过程控制中心包含生产集控、智能重介、智能粗煤泥、智能浮选、智能浓缩、智能压滤、智能配煤、智能干选、智能胶带运输、智能装车等。
        2.4故障预警定制化、多元化
        故障报警预警体系主要对各类设备的故障信号进行监测，将报警信息按照不同等级、类型，通过PAD、手机、手环、集控大屏等交互终端精确推送给相关人员，以便及时响应处理，同时可利用各终端对历史报警记录进行查询。

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报警内容一般包括设备故障、设备保护、工艺参数、硬件故障、设备健康状态、危险区域周界入侵以及摄像头断连、火灾、瓦斯、电缆测温报警等。斜沟煤矿选煤厂还针对刮板输送机拉斜及混入杂物，煤泥桶、合介桶、稀介桶箅子积料定制开发了基于机器视觉的智能识别系统，对上述故障进行精准识别
        2.5自动调整药剂添加量
        选煤厂浮选系统运行过程中受到煤质信息、干煤泥浓度、矿浆流量、药剂性质等因素影响，通过对上述因素进行实时信息采集，从而构成控制系统输入信号，根据各个影响因素权重、重要性等级，控制系统依据综合计算控制变频器输出频率对计量泵给药量进行控制，从而实现精准调配药剂比例及药剂添加量，最大限度地提升药剂使用效率。
        2.6自动化控制在图形显示中的应用
        在选煤厂生产阶段应用PLC自动化控制，主要是基于动态化方式展示更多图形信息，做好选煤厂图形展示操作。PLC自动化控制中的图形显示，在设备启停阶段、画面控制、设备运行控制、数值设计等均要注重突出图形显示作用。在选煤厂预警管控中，图形显示应用中能获取声光信号、报警信号等，此类信号均是通过动态化图形方式集中展示。在PLC自动化控制图形显示中，能有效突出选煤厂运行信息，还能得出选煤厂基本运行状态，保障选煤厂相关工作人员可以集中获取选煤厂生产信息，获取相应的生产状态。
        2.7质量调节在线化、精准化
        陈蛮庄煤矿选煤厂智能化系统针对重介质旋流器分选、粗煤泥TCS分选、浮选三个核心分选环节，结合各系统采集到的生产数据，利用选煤专业知识，建立产品质量控制算法模型，自动统筹分析并调节各系统分选参数，稳定精煤产品质量。
        2.8自动化控制在信息预警中的应用
        在选煤厂生产过程中应用PLC自动化控制，要注重拟定预警控制基本路径，对选煤厂实际发展情况集中分析，突出信息预警重要作用。在选煤厂完整的发展体系中PLC自动化控制作用突出，能建立完整的闭锁连接关系，对选煤厂运行集中监控，预报多项信息以及事故信号。在采煤厂生产中对PLC信息预警合理应用，能有效降低选煤厂安全事故基本发生概率。提示选煤厂在完整的生产流程中能获取诸多检修信号，及时发出相应的预警信息，这样能突出安全保护重要性。对选煤厂工作人员也能起到良好的警示作用，对选煤厂工艺、设备维修与养护等集中管控。
        结束语
        智能化是选煤厂发展的全新阶段，是实现生产方式和生产力“双变革”的根本途径。针对国内选煤厂智能化初级阶段建设中暴露出的发展理念和技术体系不成熟、系统性规划不足、“好高骛远”和“小步不前”的行业升级心态同时并存的现状，需要积极思考怎样提升“智能制造”环境下的智能选煤厂建设。从建设智能化选煤厂的总体目标与实现路径入手，系统性地论述了智能化选煤厂建设应在“一体化应用架构”顶层规划下，建设一个集生产过程控制、生产辅助及安全保障、生产管理以及基于大数据的智能决策等四大功能中心为一体的智能管控平台，实现全厂“横、纵”信息交互、融合。并基于现有技术、基础资源，提出选煤厂智能化系统建设“三三”战略思路。通过扎扎实实稳步走，最终实现全面建成智能化选煤厂。
        参考文献
        [1]白晓渊.选煤厂主要工艺自动化控制技术解析[J].技术与市场,2018, 25(12):117-118.
        [2]范强强,郑意川,韩腾飞,王亚楠.选煤厂煤泥压滤系统自动化控制的研究与应用[J].煤质技术,2018(06):66-68.
        [3]侯剑.选煤厂自动化控制的关键技术研究[J].自动化应用,2018(10): 127-128+132.
        [4]刘凡.浮选机电气自动化技术[J].机械管理开发,2018,33(10):231-232.
        [5]许涛.选煤厂自动化系统改造方案研究[J].山东煤炭科技,2018(07): 208-210.