选煤厂配煤自动化

选煤厂配煤自动化聂其英(焦作煤业(集团)有限责任公司,河南焦作454002)摘要:通过对原有系统的改造,可提高配煤系统的配煤效果,满足跳汰、重介洗选工艺.对入洗煤质的要求,提高洗选质量;或调节已选煤灰份,满足用户要求。关键词:配煤自动化;上位机;闭环控制中图分类号:TD94文 献标识码:B文章编号: 1006- 6772( 2006 )04-0019- -03量予以控制,这样每种煤质的煤量一定,那么配1 配煤系统工艺要求煤效果也就- -定了。配煤系统一般位于选煤厂工艺煤流的前方,由人工控制改进为自动控制须注意以下几担负供煤,可调节煤质煤量,满足洗选工艺设备个问题:对人洗煤质的要求。(1) 传感器(皮带秤)配煤系统也可位于选煤厂产品仓下，用于掺配煤系统中采集相对困难的信号为煤量信混产品煤,调节热值、灰分等,适应市场需求,便号,目前使用的检测仪表一般为核子皮带秤和电于销售。子皮带秤。(2)控制主机(PLC)2配煤系统现状为今后便于系统改造、升级,机型应与洗煤目前,对煤质的选择主要是通过人工开关不厂主系统保持- 致，并提供工业局域网接口,可同煤质煤仓下的给煤机实现。对煤量的调节主要与主系统数据共享。是人工开关不同数量的给煤机和调节给煤闸板(3). 上位机(固定工频电机)或调节电机转速来实现。为保证系统的实时控制,应采用尽量高的配配煤效果由质检部门定时取样、反馈,或由置。在线测灰仪实时测量,再采取相应控制。此种方(4) 执行机构法的弊病显而易见,存在控制精度低、响应速度采用变频器+普通电机或滑差电机，使用恒慢等问题,影响洗选质量。如给煤量大小和原煤转矩变频器特性较硬,性能较好。滑差电机存在煤质的变化会影响到跳汰机重物料层厚度的均特性较软现象,尤其在低速时更明显,难以在宽频匀及其分选效果。范围实现均匀调节。3原理分析4配煤系统分析选煤厂一般根据来煤煤质分别装仓,对于某4.1 给煤机分布--个仓来说,其内部煤质经分配卸载设备的煤质a.一个仓下多台给煤机:一般只将其中一台均匀化,已基本稳定均一。如果各煤仓的煤质参.调速,其它控制开停;也可切换至任一台调速;也数已知(实际情况基本如此),可对每种煤质的煤可全部同时调速。收稿日期: 2006- -05-12中国煤化工作者简介:聂其英(1959-),男,安徽合肥人,高级工程师,工商管理硕士。1983YHc N M H G。现任焦作煤业集团质量认证中心主任、煤炭运销处副处长,从事煤炭加工技术与管理工作。!9b.一个仓对应一台给煤机:直接对给煤机调否迅速、准确控制有直接关系。监控软件采用Intellution 公司的FIX 7.0 (此4.2煤质分布版本符合Y2K要求)。图形显示,中文界面。FIXa.一条皮带对应一种煤质且多个给煤机:同对硬件要求较高,尤其在处理复杂图形和大型数据库时更需注意，否则难以保证实时处理,CPUb.一条皮带对应一-种煤质且一个给煤机:同不能低于200MHz,内存不少于32M,复杂图形第一条“b.”;和大型数据库配置还需提高。c.一条皮带对应多种煤质:直接对不同煤质FIX 主要作为人机交互界面并进行简单计的给煤机调速。算。起停车、参数的输人、提示、趋势、报警都由4.3皮带秤分布FIX实现,同时对各种报警记录。而界面直接关系a.- -条皮带一台皮带秤:直接称量;到使用效果，主画面、提示画面、报警画面应准b.一条皮带多台皮带秤:机头端皮带秤减机确、明了、直观、合理。尾端皮带秤即为中间的给煤机给煤量。上位机采用INTEL处理器。同PLC采用工业应当注意的是3.b.中,其差值严格的讲,并不局域网(F-LAN )连接。是中间的给煤机真正的给煤量,而是不同时间的PLC采用Quantum产品，与上位机分担运算煤量差值相减,但在有时受条件所限，且前后给并控制,扩展框架间采用RI/O相连。煤机距离较近时(即煤流可快速流过),可近似认PLC适合逻辑处理，但处理高级运算(如函为是实时给煤量。数)的能力较上位机差,应将运算合理分配,保证快速、准确。利用PID模块完成主要的PID运算。5配煤系统自动化电机调速可采用变频调速、滑差调速等方法,但对原有配煤系统的改造可达到:应提供4~20mA的标准接口。(1)充分发挥洗选设备能力,降低设备的不8系统功能简介平衡系数;(2)有利于洗选设备的运转操作,有利于主8.1智能控制要产品质量的提高和稳定;操作人员只需在上位机输人配煤总量和各(3)减低工人劳动强度,有利于减员增效;种煤质的配比,系统即可计算出开停哪台给煤机,(4)提高自动化水平。同时判断输人值是否合理,如:企图使一台给煤机提供超过其给煤能力的煤量等不符合实际的6可行性及性能保证情况，并将结果以图形在显示器显示,若系统正执行机构和检测机构的准确、稳定工作对系常即可闭锁起车(自动状态)。统能否正常运行至关重要,而目前的给煤机和核8.2完善的报警子称已为定型产品,不存在问题;上位机与PLC系统提供较多的监控输人点，可对设备进行的配套与接口已较为成熟,通过对软件的合理设全面的监护,其中,系统根据故障程度区别对待,计、功能划分可满足要求。若轻微故障,系统予以提示并继续运行,若出现目前调速机构(变频器、滑差控制器等),可严重故障,系统停车并报警。系统会对各种故障保证转速与输人信号成线形关系;PLC、调速机构进行详细记录。和皮带秤构成闭环控制,可保证给煤量与输出信8.3维修状态:号成正比;闭环控制可提供较高的控制精度;运若设备出现故障，可使系统处于维修状态,算由PC机与PLC分担完成,可使系统具备快速、此时设备失去闭锁。可由现场按钮就地起停。可靠的性能,并具- -定的人工智能。9发注意事项7功能划分(1) 硬件中国煤化工由于系统涉及较多模拟量计算并实时控制，见原理YHCNM HG所以功能划分比较重要,划分合理与否对系统能(2) 软件20《洁净煤技术》2006年第12卷第4期软件工作量相对较大。M, =K([E+K,[EM+K,APY①上位机:设备运行状态、工艺流程动画显△t示。FIX二次开发简便的代价是其本身大量的程10使用方法序行,再加上二次开发的图形和数据库,没有良好的硬件,难以达到实时要求。操作人员在上位机先设定总给煤量、各种煤本系统设备不多,主画面应尽量将设备和参质配比,(此时上位机马.上显示各煤质应配煤数显示完全，这样在正常工作时可以总览全局，量),若不符要求,画面提示;按动起车按钮,若闭避免来回切换画面而可能遗漏信息，报警提示画.锁设备(给煤机下方皮带)已运行则起车，否则无面采用动态提示窗口，在出现故障时自动弹出，法起车并提示;运行中若出现故障则提示、报警、并显示详细故障内容,并有相应的解决措施和建记录。若维修给煤机则将系统打至维修状态,将议,当操作员确认后消失。报警记录和历史趋势设备控制权交给现场。另建画面,使用翻页浏览,根据硬盘容量可实现11实例长达数年的报警及历史纪录。系统具有多个用户,设置不同权限,实现系太原煤气化公司焦化厂来煤煤质差别较大,统的安全运行。手动配煤效果难以保证，为提高其配煤效果,进行②PLC:给煤机有2种运行方式:自动、维了配煤系统自动化改造。修,分别编程,运行时互锁。自动时,现场按钮只给煤皮带称机采皮带称用螺旋给煤机,电机.有停车权限;维修时可自由起停。调速采用滑差控制器控制，控制主机采用值得注意的是，在PLC的寄存器(包括布尔Quantum,上位机采用研华工控机,监控软件采用位和寄存器)中,如果没有刷新数值,则仍保持原FIX32。状态。很多命令由上位机发出，如果PLC与上位系统自1999 年运行至今,经配煤工艺处理,机通信突然中断，而程序未考虑这种情况的话,煤质均匀、煤量稳定,系统稳定可靠。PLC寄存器将保持通信中断前的状态继续运行,12结语而这是很危险的。应建立通信中断标志，在程序中实时判断,当失去标志时,系统立即停机。采用上述改进可提高配煤效果,若执行机构PID 运算对系统运行的好坏至关重要，对于采用变频器调速,还具节能效果,并减低谐波,减本系统而言,建立一个普遍适用的数学模型是很少对电网的污染, 若对配煤效果(灰分仪检测)难实现的,对于不同类型的给煤机,其响应是不予以反馈,同配比形成闭环控制,理论上更精确，同的,即使同类型的给煤机，由于所处位置不同但实际上虽着闭环的个数增加,将导致控制环节或煤质不同其响应也是不尽同的。PID参数的选更加复杂，调试也更加困难,稳定性可能反而下取应根据实际情况而定。降。Blending Automatization in Coal Clean PlantNIE Qi-ying(Jiaozuo Coal Industry (Group) Lid. Jiaozuo 454002, China)Abstract: According to alteration of intrinsic system ,the effect of blending was improved ,the request of coalquality for jigging and medium separation was fulfilled， and washing quality was also improved. Theconsumer's request can also be satisfied by adjusting the ash of washe中国煤化工Keywords: blending automatization; upper machine ; closed-loop conYHCNMH G选煤厂配煤自动化21