楊飛 楊海振

摘 要：針對(duì)洗煤設(shè)備老化，自動(dòng)化程度低，洗煤效率低、質(zhì)量差等問題，采用PLC為核心控制器，觸摸屏為人機(jī)界面對(duì)洗煤機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。將洗煤自生介質(zhì)的密度作為被控量來調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)水閥，實(shí)現(xiàn)自生介質(zhì)密度控制，通過圓筒篩研石厚度檢測(cè)來調(diào)節(jié)變頻器頻率以調(diào)節(jié)圓筒篩轉(zhuǎn)速，經(jīng)改造后提高了該系統(tǒng)自動(dòng)化程度及洗選煤效率和質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況良好。

關(guān)鍵詞：洗煤機(jī);控制系統(tǒng);自動(dòng)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.090

圓筒螺旋洗煤設(shè)備是作用于動(dòng)力煤、臟雜煤的煉煤設(shè)備，對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，能夠在相當(dāng)程度上提升其自動(dòng)化水平，對(duì)提升企業(yè)盈利能力、資源有效利用率并加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)有著極大作用。

1 圓筒螺旋洗煤機(jī)工作原理

煤的洗選是將原煤進(jìn)行選洗加工，清除原煤中的雜質(zhì)、矸石，并根據(jù)原煤規(guī)格、質(zhì)量對(duì)原煤進(jìn)行劃分，從而提升原煤質(zhì)量水平，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，將環(huán)境污染減少到最低限度。圓筒螺旋洗煤機(jī)是一個(gè)由I段弧型篩、II段弧型篩、末煤篩、渣漿泵、旋流器、直線振動(dòng)脫水篩等部分構(gòu)成的設(shè)備[1]。

在輸送帶的作用下，將給料機(jī)中粉碎的原煤輸送至圓筒篩內(nèi)，而圓筒篩內(nèi)置的順時(shí)針螺旋葉片，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并在渣漿泵的作用下實(shí)現(xiàn)圓筒供水，使原煤沿圓筒內(nèi)部來回起伏，并濾除原煤中的細(xì)粉物，并生成懸浮液。通過懸浮液對(duì)選洗煤進(jìn)行懸浮操作，讓被選洗煤按照密度以及顆粒粒徑進(jìn)行沉降操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分層的目的[2]。圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，密度較大的顆粒物質(zhì)起伏較大，在分層時(shí)會(huì)沉降在螺旋葉片內(nèi);而密度較小的物料，則隨著流水流出出料口，矸石則在螺旋葉片旋轉(zhuǎn)過程中由上端出料口流出。矸石通過矸石篩的作用，對(duì)夾矸石煤旋流器進(jìn)一步進(jìn)行處理，旋流器流出物則在矸石篩的作用下，進(jìn)行再次篩選，從而最大程度的減少原煤資源的浪費(fèi)。原煤初步洗選后，圓筒篩下端出料口流出的物料在直線脫水振動(dòng)篩的作用下，進(jìn)一步進(jìn)行沖洗，并根據(jù)粒徑再度篩選，符合需求的物料，經(jīng)過輸送帶將精煤送到旋流器，然后在旋流器的作用下，將Ⅰ段弧形篩、Ⅱ段弧形篩選后，符合要求的物料送走，其余的煤泥則送入循環(huán)水池，并通過渣漿泵的作用實(shí)現(xiàn)水循環(huán)[3]。

2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該設(shè)備系統(tǒng)本身不帶有自生介質(zhì)的檢測(cè)元件，無法做到介質(zhì)水密度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但洗煤介質(zhì)密度檢測(cè)直接關(guān)系到洗煤質(zhì)量。如果介質(zhì)水密度過高，則會(huì)造成精煤雜質(zhì)含量較多，并直接影響到洗選效率;而介質(zhì)水密度過低，則無法達(dá)到浮選目的。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，基本確定了科學(xué)的密度值，型密度檢測(cè)元件能夠有效實(shí)現(xiàn)密度檢測(cè)工作。經(jīng)過介質(zhì)水密度檢測(cè)，再通過PLC運(yùn)算處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)水閥開度的目的，進(jìn)而將洗煤介質(zhì)密度控制在科學(xué)范圍。因調(diào)節(jié)過程中的滯后性勻速的影響，我們將密度上下限值劃分為三個(gè)層級(jí)，并根據(jù)密度等級(jí)范圍確定閥門開度。由于實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)將導(dǎo)致一定的損耗，因此應(yīng)當(dāng)在密度處于科學(xué)范圍時(shí)，都采用固定開度。

由于圓筒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性較差，因此基本通過變頻器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并根據(jù)入選煤矸石厚度的檢測(cè)，將厚度劃分為不同級(jí)別，并在擋板作用下，選擇科學(xué)的變頻器從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速調(diào)節(jié)的目的。出于經(jīng)濟(jì)成本的考慮，本次研究選取三菱系列變頻器，其調(diào)速最高可達(dá)15段，在本次研究過程中，選擇7段調(diào)速，并通過PLC的三個(gè)硬件輸出點(diǎn)選擇通道，連接PLD從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。該系統(tǒng)主要由自動(dòng)控制以及手動(dòng)控制兩部分構(gòu)成，并連接三菱型號(hào)的觸摸屏，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)之間的交互。就計(jì)量而言，將稱重信號(hào)輸入到PLC的4AD模塊，推算出重量方面的信息，并在入料皮帶秤以及出料皮帶秤進(jìn)行出料、入料量的計(jì)算，從而得出洗煤產(chǎn)量，然后評(píng)價(jià)洗煤質(zhì)量。

在進(jìn)行電機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過中間繼電器的作用，驅(qū)動(dòng)交流接觸器線圈，達(dá)到保護(hù)PLC硬件、提升其使用壽命等的目的。設(shè)備在啟動(dòng)過程中，一般遵循由上而下、由左往右的順序;設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，則遵循由右朝左、由上而下的順序。系統(tǒng)的核心控制器，主要由模塊、模塊、模塊構(gòu)成，系統(tǒng)硬件型號(hào)應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作現(xiàn)場(chǎng)以及安全生產(chǎn)需要進(jìn)行選擇。

3 觸摸屏設(shè)計(jì)及部分PLC程序

這一系統(tǒng)采用的是三菱型觸摸屏，其主要有運(yùn)算速度快、適應(yīng)能力較強(qiáng)以及存儲(chǔ)量較大等優(yōu)勢(shì)，并在串口和型號(hào)的PLC連接，達(dá)到信息交流的目的。具體來說，就是在觸摸屏界面設(shè)置自動(dòng)按鈕取代手動(dòng)按鈕，從而便于操作，并通過設(shè)置各項(xiàng)工藝參數(shù)從而加強(qiáng)監(jiān)控，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置故障警報(bào)裝置、不當(dāng)操作警報(bào)裝置等，一旦有人工操作不當(dāng)之處，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒操作人員，從而將錯(cuò)誤操作率減少到最低限度，保證設(shè)備使用壽命。系統(tǒng)外部還應(yīng)當(dāng)連接蜂鳴警報(bào)器，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。受密度控制的滯后性因素的影響，應(yīng)對(duì)檢測(cè)得出的密度值，和前次檢測(cè)得來的密度值進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥的目的。

4 結(jié)語

受現(xiàn)場(chǎng)干擾因素的影響，控制柜布線時(shí)應(yīng)將直流電路分開布線，并在系統(tǒng)中引入信號(hào)隔離裝置，從而實(shí)現(xiàn)密度控制并解決洗選煤密度控制問題。圓筒轉(zhuǎn)速也隨著矸石層厚度而不斷進(jìn)行調(diào)整，從而減少了因電機(jī)轉(zhuǎn)速導(dǎo)致故障的幾率。為保證操作的便捷性，系統(tǒng)同時(shí)設(shè)有手動(dòng)以及自動(dòng)控制兩個(gè)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)作的操作系統(tǒng)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，以及企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，可通過多重設(shè)備，集中于一臺(tái)計(jì)算機(jī)，并在DCS系統(tǒng)作用下，實(shí)現(xiàn)在工藝程序過程中的集中管理，并連接上機(jī)組監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝數(shù)據(jù)比如耗水量、入洗原煤量、操作日志、工作量、精煤產(chǎn)量等多種數(shù)據(jù)的監(jiān)控，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，從而便于分析工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉自平，于常順.圓筒洗煤機(jī)在臟雜煤處理中的應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2017（03）：10-11.

[2]張躍首.自動(dòng)控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利，2016（04）：13-16.

[3]蘇長(zhǎng)德.螺旋滾筒洗煤機(jī)的改造[J].潔凈煤技術(shù)，2016（02）：34-36.