孔慶柱

（兗煤礦業(yè)工程有限公司綜機(jī)安撤中心，山東鄒城 273500）

0 引言

近年來，隨著煤炭產(chǎn)業(yè)不斷的技術(shù)改進(jìn)，在節(jié)能環(huán)保方面取得了良好成效，也促使煤炭市場呈現(xiàn)回暖現(xiàn)象，國內(nèi)的諸多選煤廠的工作任務(wù)越來越重。為滿足社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，選煤廠電氣自動化設(shè)備通過不斷的技術(shù)革新，取得了一定的成效。但目前選煤廠電氣設(shè)備的高自動化發(fā)展依然存在較大的提升空間，很大程度上制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展效率與質(zhì)量。進(jìn)一步提升與發(fā)展工業(yè)電氣自動化已成為選煤廠亟需解決的問題。

1 選煤廠電氣自動化簡述

就目前選煤廠的情況來看，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)得到了一定程度的普及與應(yīng)用，如通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)的結(jié)合，選煤廠日常生產(chǎn)和運(yùn)營工作均得到了有效的提升，工作人員的勞動強(qiáng)度大幅降低，成為選煤廠提升核心競爭力、獲得可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。總的來說，目前選煤廠應(yīng)用的電氣自動化技術(shù)主要包括人機(jī)配合功能技術(shù)、通信技術(shù)、電子監(jiān)控技術(shù)、智能技術(shù)等，這些技術(shù)可以更好地提升選煤加工的專業(yè)化和規(guī)范化，使人、機(jī)、物的配合能力大大提升。

電氣自動化技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一門新興學(xué)科，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)取得了良好的成效。目前應(yīng)用的工業(yè)電氣自動化技術(shù)是經(jīng)過自動化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)及智能化技術(shù)整合發(fā)展而來的一種技術(shù)。

另外，目前的工業(yè)電氣自動化技術(shù)還包含中小型PLC 控制技術(shù)、工業(yè)供配電技術(shù)和全集成自動化技術(shù)，為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；同F(xiàn)代化奠定了堅實的基礎(chǔ)?？梢钥闯觯谶x煤這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過應(yīng)用機(jī)械加工和化學(xué)處理方法可以有效清除原煤中的有害雜質(zhì)，并回收其中的伴生礦物，最終實現(xiàn)改善煤炭質(zhì)量的目的。通過應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可以更好地實現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的操作與控制，達(dá)到減少工作量和提升選煤廠生產(chǎn)效率的目的。

2 工業(yè)電氣自動化在選煤廠的應(yīng)用

2.1 調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)和調(diào)度電話系統(tǒng)是調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，4 個系統(tǒng)均有廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用要點(diǎn)有以下4 種。

（1）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。將上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到選煤廠電氣設(shè)備工作程序中，可以實現(xiàn)兩方面的效用：一方面可以對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況實行全過程動態(tài)化監(jiān)控，確保整個生產(chǎn)流程的規(guī)范性與安全性；另一方面可以對電氣設(shè)備運(yùn)行情況實現(xiàn)動態(tài)模擬，對電氣設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時分析解決。更為重要的一點(diǎn)是，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與電氣設(shè)備生產(chǎn)工序的有機(jī)結(jié)合，可以將一些重要的運(yùn)行參數(shù)錄入上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)可以自行診斷出電氣設(shè)備的運(yùn)行故障類型，以確保整個生產(chǎn)流程正常運(yùn)行。

（2）工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。目前，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用已涉及較多的內(nèi)容，如低照度礦用爆光纖攝像儀、礦用阻燃光纜，在實踐應(yīng)用中均可以取得良好的成效。

總的來說，目前使用的可視化監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)屬于“傻瓜”模式，對電氣設(shè)備的監(jiān)控只能通過圖像采集和認(rèn)為判斷來實現(xiàn)，需要進(jìn)行較大程度的技術(shù)革新。另外，因為工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)組成部分較多，目前有關(guān)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的裝置還有待進(jìn)一步完善，同時為實現(xiàn)選煤廠電氣自動化的最佳目標(biāo)，今后要將人工操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)自動控制模式作為重點(diǎn)研究對象。

（3）調(diào)度電話系統(tǒng)。隨著近年來選煤廠生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)度電話系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，它可以更好滿足選煤廠日常管理需求。目前的調(diào)度電話系統(tǒng)可以滿足選煤廠全呼和組呼的功能需求，通常設(shè)置在選煤廠的電器樓或辦公樓，所設(shè)置的抗噪聲電話可以實現(xiàn)防止噪聲污染的目的。

（4）信息管理系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用具有十分重要的作用，目前選煤廠所用的信息管理系統(tǒng)趨于綜合化和一體化，其中包含設(shè)備參數(shù)信息、人員資料信息、質(zhì)量檢驗信息及生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息等。實踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，目前廣泛應(yīng)用的信息管理系統(tǒng)可以通過構(gòu)建信息管理機(jī)制，對選煤工序進(jìn)行高效管理，可以在很大程度上提升選煤生產(chǎn)效率與質(zhì)量。更重要的是，選煤廠的信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)營信息的實時傳輸與共享，可以為使用者提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為使用者的信息獲取、查詢與交流提供方便，有助于推動選煤廠電氣自動化的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 PLC 自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC 自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用要點(diǎn)與優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下3 個方面。

（1）在煤炭的運(yùn)輸與洗選過程中，通過應(yīng)用PLC 自動化控制系統(tǒng)可以對不同煤流方向下的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行自啟停，能夠最大限度避免設(shè)備誤操作情況的發(fā)生，即便停電重啟后也不會出現(xiàn)生產(chǎn)流程紊亂的情況。

（2）自身所擁有的選煤電氣設(shè)備間邏輯順序診斷功能優(yōu)勢十分凸顯，在完成工作指令后，系統(tǒng)可以自動檢測工作人員所在位置并預(yù)警提醒工作人員撤離至安全地帶。一旦電氣設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先輸入的參數(shù)和自動檢測功能對故障原因進(jìn)行檢測，一些簡單的故障可以啟動自動修復(fù)功能，可以保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

（3）PLC 自動化控制系統(tǒng)的圖像圖形顯示功能、人機(jī)操作界面、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相互傳輸與共享均為選煤生產(chǎn)規(guī)范化提供了條件，為工作人員營造良好的辦公條件。優(yōu)勢集中體現(xiàn)在：①PLC自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)智能生產(chǎn)，可實現(xiàn)工作車間無人管理；②數(shù)據(jù)記錄與儲存變得更加直觀高效，流程生產(chǎn)工作趨于規(guī)范化，尤其是自我診斷和維修功能可以簡化維修流程，提升生產(chǎn)的安全性，保證選煤廠的安全生產(chǎn)目標(biāo)。圖1 為PLC 自動化系統(tǒng)故障診斷與維護(hù)流程。

圖1 PLC 自動化系統(tǒng)故障診斷與維護(hù)流程

2.3 浮選機(jī)、跳汰機(jī)自動控制系統(tǒng)

浮選機(jī)、跳汰機(jī)均是選煤廠最為常用的選煤工藝設(shè)備，通過對浮選機(jī)與跳汰機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)升級可以獲得更多的功能。以浮選機(jī)為例，通過電氣自動化技術(shù)加以控制，可以有效控制煤、水流量和混合物的濃度值，無論是選煤物料還是反應(yīng)藥劑的投加量均可以得到準(zhǔn)確的控制。再如通過應(yīng)用電氣自動化技術(shù)控制的跳汰機(jī)也有較為明顯的優(yōu)勢，物料排量控制精度大大提升，煤炭的篩選質(zhì)量得到很大程度的提升，有助于提升煤炭回收率。

總的來說，目前所應(yīng)用的浮選機(jī)與跳汰機(jī)均有較高的自動化水平，通過升級的自動化選煤浮選設(shè)備，不僅可以大大提升煤炭的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，而且煤炭洗選過程中的藥劑配比也可以得到精準(zhǔn)控制。但仍然需要注意以下事項：

（1）長期的實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，選煤廠在實際開展選煤過程中，物料與氧化、還原藥劑的使用均會受到外界因素的很大影響，如外界溫度和濕度，一定程度上導(dǎo)致選煤物料和反應(yīng)藥劑的投加量存在誤差。因此，實際開展此項工作時要做好實時監(jiān)控，重點(diǎn)對外界環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測，以確保選煤工藝處于正常狀態(tài)。

（2）目前所使用的跳汰機(jī)雖然可以對物料排量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，但其分選一定程度上依然受到排量的影響，導(dǎo)致分選質(zhì)量不能有效提升。因此，要對跳汰機(jī)的自動化控制水平進(jìn)行不斷更新完善，以提升精煤回收率，并保證跳汰機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。

2.4 濃縮池自動化控制系統(tǒng)

濃縮池自動化控制系統(tǒng)的工作實質(zhì)是借助計算機(jī)控制技術(shù)對加藥工序進(jìn)行自動化控制，加藥量和加藥速度均可以被預(yù)先設(shè)定，洗選煤過程中的操作更加專業(yè)和規(guī)范，可以確保形成成品精煤。長期的實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，濃縮池自動化控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好和抗外界因素強(qiáng)的優(yōu)勢，儲存裝置、藥劑給送裝置、藥劑與物料的攪拌裝置是主要的組成部分。

（1）藥劑給送裝置。此階段的藥劑為干粉狀態(tài)，使用前先調(diào)節(jié)給料口，確保藥劑順利通過風(fēng)干設(shè)備和顆粒篩選濾網(wǎng)，獲得固體藥劑，滿足濃縮池給藥需求。

（2）儲存裝置和藥劑與物料的攪拌裝置。通過藥劑給送裝置所獲得的固體藥劑可以經(jīng)過給料口進(jìn)入到濃縮池的攪拌口，而后再下放到藥料攪拌壺中，攪拌裝置通過自動化控制可以實現(xiàn)充分?jǐn)嚢杌旌?。此階段需要重點(diǎn)注意：在藥料攪拌過程中會因為外界溫度和濕度，導(dǎo)致濃縮藥劑的性能發(fā)生部分遺失，不利于煤炭的精細(xì)化濃縮。對此，目前選煤廠會選擇在藥物攪拌過程中對藥劑的投加量進(jìn)行重點(diǎn)控制，根據(jù)實際選煤特點(diǎn)和需求合理控制藥劑的參入比例，并對溫度和濕度聯(lián)合作用下對藥料的損失量進(jìn)行考量和控制，實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)可以取得良好的成效，能夠得到最佳的濃縮提取效果，是一種科學(xué)有效的方法。

（3）儲存裝置。攪拌完成后的藥料可以直接進(jìn)入儲存裝置，為確保藥料實現(xiàn)自動化供應(yīng)，通常選擇在儲存裝置中保持一定量的攪拌混合好的藥料，即便選煤過程中電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，通過變頻器依然可以正常運(yùn)行，以確保選煤工作持續(xù)進(jìn)行。

3 結(jié)語

隨著工業(yè)電氣自動化技術(shù)的快速發(fā)展，其在選煤廠的應(yīng)用日益廣泛，可以有效提升選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，推動煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已成為現(xiàn)階段選煤廠電氣設(shè)備革新的新方向和新思路。