成莊礦選煤廠密度自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

趙平勝，王然風(fēng)

（1.晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司洗選處 山西 晉城 048006；2.太原理工大學(xué) 山西 太原 030024）

成莊礦選煤廠密度自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

趙平勝1，王然風(fēng)2

（1.晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司洗選處 山西 晉城 048006；2.太原理工大學(xué) 山西 太原 030024）

成莊礦選煤廠塊煤系統(tǒng)采用人工控制，導(dǎo)致精煤灰分波動(dòng)大，精煤損失也大，同時(shí)增加了工人的操作強(qiáng)度，為此在分析成莊塊煤密度控制系統(tǒng)特殊性的前提下，采用模糊控制方法實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分流進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了密度自動(dòng)控制系統(tǒng)，該方案實(shí)施以來(lái)，為企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

密度自動(dòng)控制；模糊控制；自動(dòng)分流

1 密度自動(dòng)控制系統(tǒng)研制的提出

成莊礦選煤廠塊煤分選采用的是重介斜輪分選機(jī)，通過(guò)月綜合資料分析表明，矸石中-1.8密度級(jí)煤損失較大，平均損失量為4%～5%，精煤中矸石含量平均為0.78%，造成這種狀況主要是塊煤分選系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，僅靠人工控制，導(dǎo)致懸浮液密度波動(dòng)大，精煤灰分時(shí)不合格，崗位司機(jī)工作量大。只有通過(guò)實(shí)現(xiàn)重介系統(tǒng)自動(dòng)控制，才能解決上述問(wèn)題。

2 密度控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)外重介選煤過(guò)程中懸浮液密度自動(dòng)控制已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用，控制技術(shù)采用成熟可靠的PID控制算法，取得成功的關(guān)鍵原因是控制對(duì)象的改變。事實(shí)上，最初國(guó)內(nèi)重介密度自動(dòng)控制系統(tǒng)的補(bǔ)加清水在合介桶上方實(shí)施，從控制的角度上講就屬于大慣性、大滯后過(guò)程，后來(lái)將補(bǔ)水由直接往合介桶添加改為在合介泵入口處添加，其實(shí)質(zhì)是改變了控制對(duì)象，消除了大慣性和大滯后，當(dāng)然作為工藝上的改變則原來(lái)意義上的合格介質(zhì)桶變成了濃介桶，即合介桶的實(shí)際密度略高于合格介質(zhì)，這樣補(bǔ)水才有可能，這也是目前這種流行方案取得成功的根本原因。

成莊斜輪分選具有特殊性，原因在于它的合格介質(zhì)桶的桶位由于煤質(zhì)波動(dòng)導(dǎo)致了桶位在不斷上漲，密度卻在不斷的下降，從而導(dǎo)致成莊礦選煤廠的密度控制從策略上將要通過(guò)分流來(lái)實(shí)現(xiàn)密度自動(dòng)控制成為一種重要的方式，而分流就變成了將合格介質(zhì)經(jīng)分流機(jī)構(gòu)分向稀介桶，經(jīng)泵送至磁選機(jī)，經(jīng)磁選機(jī)回收后到合介桶，這樣控制對(duì)象就變成了大慣性和大滯后對(duì)象，控制難度增加，因此采用傳統(tǒng)的PID控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分流進(jìn)而實(shí)現(xiàn)密度自動(dòng)控制不可避免的要出現(xiàn)超調(diào)和振蕩現(xiàn)象，控制難度增加，這是成莊礦項(xiàng)目的特殊性，也是本項(xiàng)目實(shí)施的難點(diǎn)。模糊控制是解決這種大慣性大滯后的控制的成熟有效的算法，為此提出采用模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分流進(jìn)而實(shí)現(xiàn)密度控制的解決方案。

3 成莊礦密度自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)組成框圖

圖1 成莊礦密度控制系統(tǒng)組成

由上圖可以看出，采用了西門(mén)子系列的PLCS7300及其相關(guān)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制的系統(tǒng)包括東西兩個(gè)系統(tǒng)的兩套密度控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了模糊控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，并形成了如圖2的控制界面。

圖2 成莊礦選煤廠的組態(tài)界面設(shè)計(jì)

4 小結(jié)

從實(shí)踐來(lái)看，該模糊控制系統(tǒng)超調(diào)量小、調(diào)整時(shí)間短、對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化和外界干擾有較強(qiáng)的魯棒性，是一種針對(duì)成莊礦特殊工況下密度控制的有效方法。通過(guò)項(xiàng)目研究與實(shí)施，塊煤重介系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控并自動(dòng)調(diào)控，按照目前的生產(chǎn)年入洗塊煤336萬(wàn)t左右，目前塊精煤售價(jià)為560元/t，按照回收率提高0.2%考慮，除去成本價(jià)每年至少可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益在200萬(wàn)元以上。同時(shí)項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于減少因灰分超標(biāo)造成煤質(zhì)事故，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度將起到重要作用。

Research and Implementation oFDensity Automatic Control System in Chengzhuang Mine Coal Preparation Plant

ZHAO Ping-sheng1,WANG Ran-feng2
(1.Washing Department,Lanyan Coal Co.,Jincheng Shanxi 048006;2.Taiyuan University oFTechnology,Taiyuan Shanxi 030024)

In Coal Preparation PlanToFChengzhuang Mine,the manual control oFits lump coal system caused big fluctuation oFash contents,large loss oFfine coal,and increase oFworking intensity.Therefore,on the premise oFthe lump coal density in Chengzhuang Mine,a fuzzy control method was adopted to realize the automatic dispersion,and the density automatic control system.Since the implementation oFthe system,the enterprise has achieved better economic and social benefits.

density automatic control;fuzzy control;automatic dispersion

TD92

A

1672-5050（2011）07-0045-02

2011-03-06

趙平勝（1970—）男，山西晉城人，大學(xué)本科，工程師，從事煤炭洗選技術(shù)管理研究工作。

徐樹(shù)文