电气自动化在选煤厂四化建设中的应用

电气自动化在选煤厂四化建设中的应用

牛志刚

淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂 233600

摘要:近年来，随着科学技术的发展，电气自动化在各行各业中所占位置日益显着。在选煤厂的发展过程中，提高机械设备的自动化水平，加强自动控制技术的应用有助于提高选煤厂工作效率，因此需要从各个方面去考虑、研究如何将自动化技术熟练应用到选煤厂四化改造建设中。

关键词:电气自动化；选煤厂；四化改造建设

一、电气自动化概述及设计理念

电气自动化是指在没有人直接参与的情况下，由机器设备或生产管理过程通过自动进行检测、信息处理、分析判断等系列操作过程。这是一门相对新兴的技术产业，但由于和人们的日常生活以及工业生产机密相连，飞速发展，现在也相对比较成熟。

电气自动化的设计主要基于远程监控、集中式监控、现场总线监控上。在远程监控系统上，整个电气系统中所有设备的监控只需一台计算机就足以支撑起来。节约了工作中的劳动力，并在实现高效益的生产规模的基础上节约材料、安装成本的支出。集中式监控具有操作简单、设计容易、对于控制站方面要求较低，日常维护方便等特点都决定了集中监控的优势。工作人员通过现场总线监控实现对流量、温度、压力等各方面数据的采集，之后对所得到数据进行监测，有利于对输出进行控制，从而减少设备维护量以及设备投资额，提高管理工作信息化水平。

对于选煤厂而言，加强自动化技术的应用，可以有效地降低工作的强度，还能保证各种工作的效率以及准确性，有助于进行调度指挥、缩短系统的启动以及停止时间，并且可以减少空载的损耗，减少现场操作人员的工作强度，提高工作的效率，同时，利用自动化技术进行工作，还可以提高操作、检修以及维护的便捷度。

二、可编程控制器PLC的应用

为满足生产工艺要求，根据可靠、实用、先进、合理的原则，采用以可编程序控制器(PLC)为主要控制元件的集中控制系统，以实现对全厂主要动力设备的集中控制和设备运转状态的集中监视、设备故障自动处理和报警，以及全厂主要工艺参数的采集、动态显示、同时作为主控机实现与重介质密度自动控制系统的信号联络及数据传送。

1、集中控制系统的主要功能

(1)按照逆煤流方向顺序启车，通过合理的设计设备间的启动时间间隔，在供电系统的能力范围内，以最短的时间完成全厂设备启动及时投入生产。减少设备空运转时间，节约电耗。

(2)按照顺煤流方向顺序停车，以设备中物料排空为前提及时停车。

(3)所有设备参与闭锁，在运行过程中，参加集控的任一台设备因故障停车时，按照逆流方向实施紧急停车，避免事故扩大和造成跑煤、跑介、跑水等浪费现象。

(4)在运行过程中如发现可能产生危急情况时，如人身伤害、设备严重损坏等，可在集控室实施全厂紧急停车。

(5)具有就地/集中功能转换。当打到手动位置时，纳入集中控制的设备可进行就地启动、停止操作。打到集中位置时，参控设备的启动、停止由集控系统集中控制，不可就地启车，但可就地停车。

2、集控系统优越性

它是一个现代化的生产过程、集控系统是节能降耗，减员提效的基本生产保障。首先通过减少启、停车时间，可以节约用电、用水。通过故障逻辑连锁停车，防止事故扩大化(例如，旋流堵塞的维修时间大约需要一个班的工作量)，尽快恢复生产。还可以减少由此引起的跑煤、跑介、跑水、降低原材料消耗。某些设备可以由专人看守改为巡检制，提高全员劳动生产效率。因此，一套设计合理、操作方便的集中控制系统，可以正确的操作，及时的维护，对提高选煤厂生产效率、节能降耗是必不可少的。

三、电气自动化在选煤厂四化改造中的应用实例

1、受煤坑无人值守控制改造

(1)现状及存在问题：

针对涡北选煤厂受煤坑现状和存在问题，采取对受煤坑进行自动化无人值守改造。通过改造不仅能达到减人提效的效果，而且使现有的岗位操作人员不会再有存在安全隐患和职业病危害的发生，同时采用的自动化控制给煤机，使得生产效率也大大提高。

(2)改进方法：

通过对受煤坑叶轮给煤机安装激光测距仪、溜槽视频探头，及增加叶轮给煤机自动行走程序及后台画面，在安装接线，联调联试后，实现给煤机自动往返行走割煤功能。

(3)改进效果：

实现在原煤筛分控制室后台远程、自动操作给煤机，现场不需要岗位司机操作，自动运行，减少了岗位劳动强度。

2、精煤配仓移动皮带自动布料改造

(1)现状及存在问题：

涡北选煤厂精煤仓7座，各通过南北两条移动皮带机对每个仓进行定点配煤。进厂原煤中含有许多绳线、细木棍、编织袋等杂物，在定点配煤的过程中挂阻在仓口篦子上经常导致落煤不畅容易闷机头，带来生产事故台时。为防止闷机头，需要配仓岗位司机每隔几分钟移动机头，用钩子清理挂在仓口篦子上的杂物，工作量较大且不安全。

(2)改进方法：

将现有移动皮带定点配煤的方式改为在单一的仓口篦子长度（8.8m）范围内低速（3.33cm/s）往复式配煤，通过机头下安装清扫器清除堆积杂物并辅以监控摄像头，实现自动配仓。

①将配仓移动皮带进行自动配仓布料控制改造。

②因为单仓往复配煤要求行走速度慢、而仓间移动要求行走速度较快，故现有固定速比的行走系统不满足使用要求，计划采用液压马达代替行走电机配高低双速泵站方式解决这一问题。

③装设激光测距仪等装置通过程序对移动皮带行走位置进行控制。

④最终实现两条配仓移动皮带具备三种工作模式：集中控制/就地控制-往复布料/就地控制-定点落煤。其中集中控制可做到，控制画面输入该移动皮带的配仓顺序→（例如：3#＞2#＞4#）→生产系统运行后移动皮带自动对准3#仓并做慢速往复运动，3#仓满仓信号触发移动皮带驶往2#仓对位并做慢速往复运动，类推。

⑤在各仓安装探仓设施，在后台能观察仓位情况，在仓满时自动报警，提醒操作司机进行换仓。在移动皮带东西机头上方安装监控设施，监视运行状况。

(3)改进效果：

可彻底解决精煤配仓中闷机头的现象，降低生产事故台时，使生产更加连续，产品质量更稳定。有效降低职共劳动强度，结合视频网络信息，可使配仓岗位实现无人值守，符合集团公司人少则安、无人则安的安全理念。

3、生产重介系统自动补介改造

(1)现状及存在问题：

涡北选煤厂主厂房现有介质补加桶其所对应介质补加泵两台，在每次生产时，岗位司机都要提前到现场把介质补加泵出料阀打开（该阀为电动阀），然后根据一、二系统原煤合格介质桶内液位高、低，对两台介质补加泵进行现场手动操作启、停，增加了岗位人员的劳动量；同时介质桶内介质浓度较高，介质桶内物料在静止时沉淀，时常造成介质入料管道堵，影响生产顺利进行。

(2)改进方法：

在介质补加桶外壁增加一个压力式液位计探测液位，在介质补加桶上方加装气动鼓风阀一个用于防止介质沉淀，并增加控制按钮箱实现就地及远控操作，改造现有原煤合格介质桶补介阀，在其原有就地操作功能上增加远控操作，在集控室后台编写介质补加泵自动控制程序，增加介质补加桶液位、气动鼓风阀开关显示画面、增加两台介质补加泵手动、自动选择画面。

(3)改进效果：

该项目实施后，最终实现生产系统补介自动化控制和远程监控，降低岗位人员劳动强度，提高了该厂自动化水平。

结语:

随着科学技术的不断发展，电气自动化技术在各个行业的发展过程中有十分广泛的应用，自动化技术的发展成为当前洗煤行业发展过程中的一个重要部分，选煤厂的自动化生产过程中，采用PCL技术、集成技术以及计算机控制技术等各种自动信息技术，对于降低人工劳作强度、提高工作效率有十分重要的促进作用。