選煤廠機電一體化現狀及發展方向

李孝飛

傳統的機電一體化技術起源于機械制造行業當中，并在機械制造業中不斷發展進步。機電一體化技術是將計算機技術、微電子技術、自動控制技術和光學技術等多種技術融合到傳統的機械技術當中，提高了傳統機械技術的生產能力和生產效率[2]。同樣，機電一體化技術在選煤廠中的應用，不僅提高了選煤廠的生產效率和生產效益，而且保證了工人的身體健康，延長了工人的工作壽命。

1 機電一體化技術在選煤廠中應用的意義

選煤廠是將煤礦開采出來的原煤進行深加工的過程，其整個作業流程可以大致表述如下：運至選煤廠的原煤通過煤機均勻地送入原煤帶式輸送機，再由原煤帶式輸送機將原煤輸送至篩分破碎車間。在篩分破碎車間內，原煤先經過50mm直徑圓振動篩進行篩分，振動篩上面的物料經手揀雜物及特大塊矸石后進入破碎機破碎后與篩下的原煤一同運至主廠房。進入主廠房內原煤先分配至原煤緩沖倉內，再通過鏈式給煤機輸送至分選機械，由分選機械將原煤分選出精煤、中煤、矸石三種產品?？傮w來說，機電一體化技術在選煤各個作業環節中的應用具有以下幾方面的優勢。

（1）提高選煤的工作效率和產品的質量

機電一體化有機地將計算機技術、電子技術和自動控制技術與選煤機械相結合，取代了以前的人力勞動和純機械化作業，對于提高選煤的工作效率和產品的質量起到了巨大的推進作用，從而大大提高整個選煤廠的經濟效益和社會效益。

（2） 減少了煤粉等有害物質對工人的身心傷害

選煤廠的原煤在運輸、篩分、破碎和分選的過程中會產生大量的粉塵，工人們在工作的過程中雖然采取了不少防范措施，但仍然會不可避免地吸入大量粉塵。一方面，這些粉塵會對工人的呼吸系統和肺部造成嚴重的傷害，另一方面，工人長期在惡劣的環境中工作，心理上也會造成嚴重的創傷。機電一體化技術的應用大幅減輕了工人的工作強度和工作量，不僅有效避免了上述問題的產生，而且降低工人在工作中受傷的概率，保證了工人身體健康的同時也延長工人們的工作壽命[3]。

（3）降低了工作中出現錯誤的概率

由于過去操作機器和機械都是通過人來實現的，受限于工人的技術水平和有限的精力，工作中會經常出現各種錯誤，甚至發生生產事故。機電一體化技術的應用不僅提高了工作效率，而且提高了作業的精細程度，降低了工作中出現錯誤的概率。

2 我國選煤廠機電一體化的發展現狀

2.1 重介質選煤過程自動測控系統

重介質選煤過程自動測控系統是我國選煤行業研究的重要課題之一，主要用于選煤廠重介質選煤過程控制。近年來，該系統不斷升級、完善，進一步結合生產工藝，將重介質選煤過程工藝參數的檢測、自動控制及數據統計與生產管理等功能集于一體，以IPC工控機為上位主機，以PLC為控制主機，工業總線實現數據通訊，采用高性能檢測儀表執行裝置，參數檢測及控制可靠性高；系統結構優化，配置靈活，可維護性強；采用緊密結合工藝的控制軟件計算法，極大提高了系統的適應性和可靠性；系統位于WINDOWS平臺上，人機界面直觀，操作方便[4]。

重介質選煤過程自動測控系統具有技術先進、功能強大、適應性好、控制性能優異和可靠高等優點，現場應用效果良好。

2.2 浮選過程控制裝置

浮選過程控制裝置以PLC為核心進行數據采集和處理以及控制輸出。開關量的輸入和輸出均具有隔離裝置，模擬量信號輸入加裝隔離模塊，保證輸入、輸出的可靠性、穩定性和實時性；浮選過程控制裝置緊密結合浮選工藝和特點，并融入智能專家系統，提高系統的實用性和適應性；人機界面采用高性能觸摸屏，通過組態軟件實時、動態顯示浮選工藝流程、浮選工藝參數和藥劑參數、加藥PID調解棒圖、重要參數的實時曲線和歷史曲線。圖形界面實用、形象、美觀，參數調整方便。整個系統具有很強的實用性和高可靠性[5]。

2.3 選煤廠集中控制系統

選煤廠集中控制系統是實現整個選煤廠生產設備的聯鎖啟?？刂疲姎庠O備啟、停車預告，按流程自動聯鎖啟、停車控制，故障停車，緊急停車，斷點啟車，流程選擇，故障診斷等），狀態監視（包括：皮帶監測保護、煤倉煤位檢測、液位檢測、灰分檢測、流量檢測、壓力檢測、電源狀態、電機電流及溫度監測保護等），信號監控，動態流程顯示，數據顯示、記錄、處理等功能[6]。

選煤廠集中控制系統可有效地保證生產設備的正常運行，減少安全隱患，降低工人的勞動強度，加快啟、停車進程，縮短設備的空運轉時間，從而降低電能消耗及設備磨損，為選煤廠安全、高效生產奠定堅實的基礎。

3 選煤廠機電一體化技術的發展方向

3.1 綠色化、可持續化

縱觀20世紀，甚至21世紀的頭十年，我國的煤炭行業盡管取得了飛速發展，但其粗放式的、破壞式發展模式消耗了大量資源和能源。雖然從短期來看確實加快了我國煤炭各個行業的發展，但從長遠看卻為此付出沉痛的代價。我國的煤炭資源在大幅減少，而且在煤炭的加工利用過程中損耗和浪費也比較嚴重。我國的煤炭行業要想實現長遠、可持續發展，必須轉變觀念，從過去粗放式的發展模式轉變為綠色化、可持續化的發展模式，通過機電一體化技術實現資源和能源高效率利用[7]。如果通過機電一體化技術，將來使黑色的煤炭變成“綠色”產品，我國的霧霾治理也會取得良好的成效，人們的生活環境也必將藍天白云。

3.2 智能化、數字化

智能化、數字化是將來我國機電一體化技術發展的重要方向，也是主要方向，其必將在各個領域、各個行業得到廣泛普遍的應用。智能化技術作為機電一體化技術的基礎技術，將來會不斷融合多種學科的技術，加快智能化的發展進程。智能化的機電設備會大量減少洗煤流程中的重復工作，簡化工作程序，選煤廠也必將迎來歷史性的技術變革。

數字化技術是以微控制器以及接口技術為基礎，依托計算機互聯網技術實現對機械設備的操作與控制。隨著這兩項技術的發展，數字化技術也必將更為成熟和先進，有朝一日人機合一的界面也必將實現，機械設備將同時具備操作、診斷和修復的功能。如此的機械在選煤廠得以應用，工作人員在維護設備時會變得更加簡單、快捷，并且可實現一個人維護數十臺甚至上百臺的機械設備[8]。

4 結語

機電一體化技術是一項復雜的技術，這需要在工作中不斷探索發展，加強相關技術領域的研究，緊緊抓住該項技術的發展方向，使機電一體化技術越來越成熟、越來越先進，從而帶動我國選煤廠，甚至整個煤炭行業的經濟效益，推動社會各個領域的發展和進步。