1前言
选煤厂是煤炭行业中最重要的工业化加工环节之一，其生产效率和产品品质直接影响着煤炭行业的整体竞争力和市场占有率。然而，传统选煤生产过程存在较大问题，急需发展高效优质的选煤生产工艺，提升选煤厂生产效率和产品品质。
2选煤厂工艺系统自动化设计
2.1控制范围
煤矿选煤厂的控制范围包括洗煤厂地面生产系统和原煤煤流运输系统两部分。第一部分涵盖从原煤仓下给煤机开始，直到装车仓为止的全部生产及其辅助生产设施；第二部分包括井下集中巷胶带机等一系列设备的集中控制。此外，洗煤厂集控系统还与洗煤厂智能化系统连接，并预留接入矿井智能化系统的接口。
2.2系统设计原则
煤矿选煤厂的系统设计基于满足工艺要求和运行可靠的原则，同时考虑到安全保护、数据采集与处理、设备间闭锁与跳转功能、故障诊断与记录、自动平衡控制与监测以及自动采集与统计。这些原则的应用有助于提升选煤厂的生产效率和产品品质，并实现科学管理。具体要点：①满足工艺要求，运行可靠，维修方便；②系统设计包括顺序控制、单机集中控制和单机就地控制3种运行模式；③系统设计注重人员和设备的安全；④数据采集和处理；⑤设备间闭锁和跳转功能；⑥系统设计能对设备故障进行准确诊断，记录故障位置、种类和发生时间；⑦系统设计实现对桶位、料位、液位、压力和密度参数的自动平衡控制和监测；⑧自动采集和统计。
2.3系统网络
1）信息层采用基于1000Mb/sTCP/IP以太网的开放结构。通过该网络，实现工业控制实时数据与信息系统管理服务器、工程师站、操作员站和信息终端的联网。同时，该网络也可以连接工业电视、大屏幕和自动化控制系统，支持B/S和C/S结构，保证各子系统之间的无缝连接。（2）控制层采用PLC控制主站和分站模式。系统配置了两台工控机，实现了PLC系统的集中监控，并进行了冗余配置，互为备用。控制层作为全厂控制的主干网络，能够提供实时I/O控制，同时实现网络化组态和维护。控制层还具备与第三方网络连接的功能，方便进行控制系统的网络拓展。（3）设备层则通过Ethernet网络将主站和控制分站相连，实现了设备层的网络化控制。这充分利用了现代网络技术，实现不同层级设备间的有效连接和数据传输，提高了系统的可靠性和灵活性，为选煤厂的自动化控制提供了可靠的网络基础。
2.4接地系统
控制系统与防雷接地及配电系统联合接地，接地电阻不大于1Ω，且所有正常不带电金属部分均通过专用接地线与接地系统可靠连接。其设计和实施符合IEC1024-1、IEC354-5-548-1996、ISA-RP12.6-1995、IEC60079-14-1996等一系列相关标准规范，旨在确保设备和人员的安全。
3选煤厂自动化控制方案及其功能
3.1控制方案
煤矿选煤厂的控制系统进行了全面升级改造，先是采用西门子公司博途1500系列PLC替换了现有的PLC系统的模块和软件。接着，根据选煤厂的工艺系统和设备布置情况，在驱动机房增加了一个PLC主站，实现对集中巷皮带、主井皮带和原煤仓上煤流设备的统一控制。主厂房的低压配电室设置选煤厂的控制主站。选煤厂调度控制室内配备上位主机、交换机、UPS电源等设备，上位机与PLC主站之间通过TCP/IP网络进行通信。在选煤厂的集控室内，将配备2台工控机作为上位机，用于控制选煤厂范围内的工艺设备。这2台工控机配备有24英寸的液晶显示器。通过控制方案的设计和实施，选煤厂的控制系统实现了更先进和可靠的控制功能。整个系统通过TCP/IP网络实现联网通信，使得数据传输更加快速和可靠。
3.2控制系统的功能
煤矿选煤厂的控制系统具备以下控制系统功能。（1）采集点数全面：控制系统采集断路器、接触器、漏电保护和现场的按钮、位置、皮带保护等各种信号，此信号均按点位单独接入系统进行监测和显示报警。（2）监测监控设备参数：控制系统将煤仓料位计、密度计、液位计、皮带秤等监测监控设备的参数接入系统，实时监测并控制这些设备的运行状态。（3）全系统设备集中控制：控制系统实现了所有设备的集中控制，包括程序启动和停止、集中连锁、事故闭锁、报警信号、单机启停、就地解锁功能。（4）按逆煤流和顺煤流启停车：控制系统按照逆煤流分时序逐台程序启车，按照顺煤流每台设备卸料完毕后停车。（5）设置启车预告信号：控制系统设置有启车预告信号，用于提醒现场工作人员注意，在设备启车前做好准备工作，防止事故的发生。（6）设置禁止启动信号：控制系统设置禁止启动信号，一旦出现紧急情况，现场和控制室人员可以解除设备的启动，保障生产的安全。（7）故障设备的启停控制：当某台设备因故障停车时，控制系统会停止该设备及其受闭锁设备的运行。在故障解除后，根据预设的逻辑和算法，系统会按照逆煤流方向依原程序继续启车。如果故障较大，也可选择停车或急停。（8）紧急停车按钮：无论处于哪种控制方式，都可以通过机旁紧急停车按钮进行紧急停车。（9）人机对话操作：控制系统通过上位机的键盘或鼠标进行人机对话操作，操作人员可以通过上位机表达生产调度意图和命令，指挥PLC完成系统的选择和操作。（10）自动平衡控制和监测：控制系统可以对选煤厂的各种参数进行自动平衡控制和监测，包括桶位、料位、液位、压力、密度、浓度等。（11）主要参数的采集和动态阅览：控制系统可以动态阅览选煤厂主要设备的运行状况，对各种报警进行自动记录。（12）故障报警和打印功能：控制系统具备故障报警功能，能够及时报警并打印出报警报表。同时，可以对各种工艺参数进行制表打印，实现科学的生产管理。
4选煤厂系统自动化技术应用
4.1选煤厂系统的自动化应用
选煤厂自动化系统能够实时监测设备运行状态，对生产工艺参数进行实时调整，确保生产过程的连续性和稳定性。通过自动监视、自动保护以及事故报警等功能，系统能够在第一时间发现并处理潜在问题，最大限度地减少生产中断和事故损失。
此外，自动化控制系统还能够优化煤炭分选过程，提高分选精度和产品质量。例如，通过自动配煤控制系统和重介质悬浮液密度及液位自控系统，系统能够精确控制煤的灰分和悬浮液密度，确保最终产品的品质。，选煤厂系统的自动化应用是提升生产效率、保障生产安全、优化产品质量的重要手段。随着科技的不断进步和自动化技术的不断发展，选煤厂系统的自动化水平将持续提升，为煤炭行业的可持续发展提供有力支撑。
4.2控制系统的故障处理
煤矿选煤厂的控制系统具备故障诊断和处理功能，能够快速准确地识别故障，具体的故障处理流程如下。（1）故障诊断：当系统出现故障时，控制系统通过检测和分析各种信号，确定故障的地点和种类。（2）故障报警和记录：一旦故障被诊断出来，控制系统就会发出相应的故障报警，并记录下故障的发生时间、地点和种类。（3）故障处理：根据故障的种类和性质，控制系统采取相应的故障处理措施。例如，对于监测设备的短路或过载，可以采取断电、调整控制参数等措施；对于离心机的油压异常，可以检查油压传感器是否正常、油路是否疏通。（4）故障排除和恢复：在进行故障处理时，控制系统会对故障进行排除，并及时恢复设备的正常运行。（5）故障记录和分析：控制系统会对故障的处理过程记录。
结语
自动化运行方面，应建立高效的自动化控制系统，实现对选煤工艺的自动化运行和调节，确保系统的稳定性和可靠性。
参考文献
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