淺談計算機自動配煤控制系統(tǒng)的研究

李旭　李昊

[摘要]配煤是煤炭加工利用的重要組成部分，也是潔凈煤生產(chǎn)的重要控制環(huán)節(jié)。文章對選煤廠配煤系統(tǒng)工藝進行了詳細(xì)介紹，對影響配煤產(chǎn)品的工藝因素進行了分析，在此基礎(chǔ)上，對配煤工藝進行了改造，提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的灰分反饋控制策略，為實施配煤智能控制提供了一種新的方法

[關(guān)鍵詞]自動配煤；灰分；實時監(jiān)測；變頻調(diào)速

洗選產(chǎn)品配煤是選煤廠生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，也是選煤廠產(chǎn)品質(zhì)量（主要是灰分）啦制的最后環(huán)節(jié)。采用人工采樣化驗方法配煤，由于滯后時間長和取樣代表性問題，以及人工操作因素的影響，不能及時指導(dǎo)配煤生產(chǎn)，產(chǎn)品配煤的質(zhì)量穩(wěn)定率較低。為了滿足煤炭市場的各種需求，增加產(chǎn)品品種和提高產(chǎn)品質(zhì)量成為選煤廠提高經(jīng)濟效益，實施產(chǎn)品配煤自動化可增加選煤廠外運煤的品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定率，其重要性不言而喻。

一、影響配煤效果的工藝問題

目前工藝條件下，配煤操作中存在著若干影響配煤效果的工藝問題：

1）通常配煤的灰分是時刻變化的，有些煤種（如原煤）的灰分的波動范圍還較大。

2）各配煤倉的給煤量也是時刻變化的。無論是閘板調(diào)節(jié)或是變頻調(diào)節(jié)，對于同一開度或同一頻率，在不同的時刻，其煤量也可能是不同的。

3）灰分儀的瞬時值存在1分鐘左右的延遲，并且皮帶上煤流存在一定的傳輸時間，配煤系統(tǒng)存在較大的滯后。

鑒于以上影響配煤效果的工藝問題，進行了以下改進措施：通過自動切換給煤機和調(diào)節(jié)給煤機變頻器頻率作為控制配煤煤種給煤量的調(diào)節(jié)手段，以在線灰分儀的灰分或發(fā)熱量作為主要控制目標(biāo)，以各配煤煤種的煤量作為輔助反饋參數(shù)。

二、計算機配煤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點

計算機配煤控制系統(tǒng)是針對選煤廠，運用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制方法和燃燒理論設(shè)計的一套成熟、穩(wěn)定的自動控制與監(jiān)視系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)組成

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如（圖1）示，該系統(tǒng)配置三臺工控機，一臺置于調(diào)度室①，兩臺置于兩個裝車地磅房②內(nèi)，它們通過總線（或網(wǎng)絡(luò)）與置于兩個裝車地磅房內(nèi)的兩個PLC分站③、兩個監(jiān)測模塊④（分別對應(yīng)兩條皮帶）以及變頻器⑤相連，構(gòu)成三主機分布式結(jié)構(gòu)。

主機主要用于向現(xiàn)場人員顯示灰分、水分、重量、倉位等值、配煤系統(tǒng)與設(shè)備的工作狀態(tài)、配煤策略與操作要求、以及裝車計量等信息；通過PLC分站、監(jiān)控模塊、變頻器以及原有電氣回路控制柜⑦進行配煤操作并對裝車設(shè)備⑧進行集中控制。

地磅房操作臺⑥用于對裝車設(shè)備進行手動操作，可作為集控系統(tǒng)后備。

調(diào)度室主機與廠計算機網(wǎng)絡(luò)及集控系統(tǒng)⑨相連，實現(xiàn)信息集成。通過該網(wǎng)絡(luò)，有關(guān)管理人員可實現(xiàn)配煤信息（實時或記錄）的監(jiān)測與綜合查詢。

2.2系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)采用模糊控制理論，控制精度高，而且具有良好的均勻性。控制方式能非常好的適應(yīng)設(shè)備維修的情況，有效地節(jié)約費用。對生產(chǎn)運行現(xiàn)場進行監(jiān)督，具有完善的系統(tǒng)監(jiān)測報警功能、先進的數(shù)據(jù)管理功能和數(shù)據(jù)采集、整理、記憶功能等。系統(tǒng)運行具有良好的安全性、連續(xù)性和穩(wěn)定性。對原料進行有效的配比、使其合理利用，大量節(jié)約了能源，提高了相關(guān)的運行效益。

三、自動配煤原理

選煤廠的配煤系統(tǒng)是一個非線性、時變和大滯后的過程，在其控制過程中，灰分度是一個非線性時變參數(shù)，也是非常重要的控制參數(shù)，而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是一種非線眭控制方式，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制可以取得滿意的控制效果。

自動配煤控制系統(tǒng)根據(jù)用戶的不同情況，配煤流程可采用在線測灰儀、核子皮帶秤或電子皮帶秤和變頻調(diào)速技術(shù)，通過精確的計量來實現(xiàn)配煤，先由人工選擇目標(biāo)灰分和配煤煤種，由系統(tǒng)確定給煤機的數(shù)量，經(jīng)過計算定性得出將要裝車的產(chǎn)品灰分，依據(jù)所配煤的目標(biāo)灰分和各煤倉煤的灰分算出各煤種的給煤流量，用開動給煤機的臺數(shù)進行給煤量的粗調(diào)，通過實時監(jiān)測裝車皮帶上配煤比后的灰分和實際裝車灰分與目標(biāo)灰分進行比較，之后再由系統(tǒng)計算，調(diào)節(jié)皮帶秤的瞬時流量并指導(dǎo)變頻器動作，用變頻器進行給煤量的細(xì)調(diào)，從而使配煤最大限度接近目標(biāo)灰分。

四、結(jié)束語

通常，人工配煤裝車時，配煤各產(chǎn)品的平均灰分穩(wěn)定率（低灰分級配煤產(chǎn)品灰分在（X-0.5，x）之間的比率，高灰分級配煤產(chǎn)品灰分在（X1，x）之間的比率，其中x為產(chǎn)品要求灰分）只能保持30～60%。自動配煤控制系統(tǒng)實施后，裝車配煤產(chǎn)品平均灰分質(zhì)量穩(wěn)定率可提高到90%以上。自動配煤系統(tǒng)實現(xiàn)N-h-外運商品煤的質(zhì)量全方位監(jiān)測監(jiān)控，配裝成不同灰分的產(chǎn)品煤，滿足不同客戶的需求。并提高配煤精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。可以將產(chǎn)品灰分較精確的控制在要求的灰分范圍內(nèi)，提高產(chǎn)品等級；杜絕產(chǎn)品質(zhì)量不合格和產(chǎn)品質(zhì)量過剩的問題。該系統(tǒng)已在平煤田莊冼煤廠應(yīng)用，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟和社會效益。

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