我国工业发展的时间比较晚,相对于西方国家的工业技术发展来说,存在滞后的问题。特别对于煤炭企业,通过数十年的工业变革后,煤炭企业的生产工艺以及技术水平等得到不断的创新,但是相对于西方国家来说仍然存在一定的差距。而且随着煤矿企业现代化发展,以及生产要求的提升,传统生产设备和系统的问题逐渐凸显,不利于煤炭产业的持续发展。因此煤炭企业需要加强系统升级改造,提升生产效率,降低生产成本。煤炭洗选系统作为煤炭生产中的重要环节,也需要加强系统优化,提升设计质量。
一、传统洗煤方式的弊端
(一)洗煤软件和设备的兼容性不强
我国建国后,煤炭行业作为重要的能源供应产业得到快速的发展,但是由于工业体系的建设和发展不成熟,导致煤炭生产中大量的设备都需要依赖于国外进口。我国从德国、韩国以及日本等国家购进了大批的煤炭洗煤设备。不同国家的设备研发体系以及生产标准等都存在一定的差异,导致在我国煤矿企业生产组装中,出现设备和系统不兼容的问题,需要在后期进行升级优化,存在一定的难度。
(二)洗选系统的集成化低
煤炭企业的前期发展中,缺乏对场地长远规划和科学布局设计,集成化程度不高。在煤炭企业中各个作业流程与洗选环节间都采用独立安装的形式,没有考虑到系统的协调和综合应用问题。导致煤炭企业中生产、运输、洗选、筛选以及装车等环节和系统都处于独立的作业状态,同时所有系统都是通过独立的线路运行,单独的开关控制,难以形成多级管控。而且一旦设备出现问题后,需要较长的时间对设备的故障进行排查,也会影响其他的流程运行,使企业的生产进度受到影响,造成较大的经济损失。
(三)设备的维护成本高
煤炭企业生产中随着产品的升级改造,以及经济成本的考虑,企业会结合煤炭生产情况和需求对生产设备进行更新换代,对软件系统进行升级。这种情况下会导致设备的型号和版本形成多样化的特点,容易造成设备的应用不协调。随着企业生产线的拓展,供电系统逐渐复杂化,设备的数量也会不断增多,使设备故障以及运行检测的负担加大。特别是系统出现故障或者老化的情况,也会加大企业的运行成本,降低企业生产效益。
二、煤炭洗选工艺分析
煤炭生产中洗选工艺的流程为先利用带式传输机将原煤运输到一次筛分固定条筛上,筛下的原煤进入到洗矿程序,利用螺旋洗矿机进行洗煤,在运输到下一道带式输送机,筛下的煤炭通过带式输送机的继续输送进入到小料堆场,筛上的则需要进一步通过圆锥破碎机破碎后进入小料堆场。在第一次筛分中筛上的原煤需要通过对辊破碎机进行中碎,再通过圆筒洗矿机进行洗矿后筛分,该次筛分采用重型振动筛,将筛上的大料原料运入原料仓中,筛下的煤矿则通过圆锥破碎机进行细碎,进入小料堆场。通过整个工艺的操作完成对原煤的破碎、分级、洗煤和选煤。在原煤中小于750毫米粒径的煤块都需要进行筛分处理。
三、煤炭洗选系统智能化自动控制优化设计方法
(一)对PLC集控系统进行整合
选煤厂中洗煤设备的购置时间、厂家、型号等都存在多样化的特点,不同设备的系统存在一定的差异性,因此系统间也存在不兼容的问题。需要充分考虑设计的合理性,并引入具有普适性的PLC智能控制系统,更好的适应当前的洗煤设备和系统要求。同时实现对PLC集控系统的集成化发展,将洗选流水线中的检测监控、供电、故障报警等参数进行采集、分析,设置指令动作并将这些内容并入到控制网络中,对生产全域进行集中管控。
(二)分项模块化管理
网络软件的整合管理中,可以通过PLC集控装置对系统的单一模块形成独立化的控制,对系统进行统筹运行,并形成不同的分系控制,使生产流程更加灵活,操作更便捷。首先,从功能化控制方面来看。在洗选煤的正常环节下,所有的供电设施和设备都需要采用统一的集控室进行控制。在煤炭的洗选环节中,所有的设备都需要结合队列的闭锁形式,在逆煤流向采取延时起车,顺煤流向采取延时停车的形式。如果系统运行中出现车辆故障,要启动自检装置,使设备停止运行,能够起到及时的阻断保护。在人工控制方面,非正常运行情况下,对设备的调试和检修中,需要利用接地按钮进行启停控制。在设备的检修以及调试过程中,维检人员一旦发现问题,可以通过接地按钮的控制限制车辆运行,排出故障后再通过按钮控制恢复运行。
(三)流程化控制管理
选煤厂洗选设备系统的运行中,虽然集控系统采用网络化的系统控制形式,但是在实际运行中还需要根据不同的设备,按照一定的顺序和生产流程进行程序启停操作。也就是可以通过集控系统对洗选过程中所有的单台设备进行综合控制,一旦发现其中一台设备出现故障,会在集成系统中进行反应,主控系统接到故障反馈后,对相关关联设备的开关进行自动切断,达到一定的制约作用。设备起车的预备阶段,中控室先发出起车的预告,做好起车准备,相关部门需要根据指令做好相应的起车准备,如果发现有设备存在故障,需要及时停止起车操作,通过控制STP按钮禁止启动。如果系统运行状态正常的情况下,因为队列故障出现异常导致停车,系统会自动将故障车辆前所有的设备进入到停止状态,进行系统自检。在停车情况下确定所有设备都保持正常的状态,检测无异常,可以重新执行起车命令。如果发现系统出现故障或者异常,故障车辆队列前期的流程也会停止运行,后续的流程则持续开展。可以通过警报显示器对运行情况进行判断,及时查找故障位置,分析出现故障的影响因素,并进行检修。系统恢复后,重新启动JST按钮,重新起车。
(四)智能控制系统的构成分析
选煤厂洗选智能自动化系统中包含的软硬件设备比较多,形成PLC集控系统,通过模块化组织管理的方式对系统进行维护和操作。系统构成中的硬件配置中包括电脑、PLC集控器,构成人机接口的主控系统,用于对生产线中各种设备的检测以及对各项数据的采集。软件系统的构建中,主要采用IF IX组态软件,对系统软件进行监测、报警、统计以及管控。此外,可以结合设备的变化,对系统的控制功能进行删减,满足系统的控制需要和生产要求。
结语:
综上所述,煤炭洗选系统的智能化自动控制系统的构建中需要转变传统系统的弊端,采用智能化、数据传输模式,形成智能控制系统的核心单元。利用逻辑控制煤炭洗选设备,并在人机界面中实现对各项数据、参数传送,实现对洗选设备和系统的动态监控和控制,同时降低洗选环节的劳动强度,提升洗选效率,合理控制生产成本,实现对洗选系统的全面优化,保证煤矿生产质量。