智能化选煤厂工业通讯平台的研究应用

智能化选煤厂工业通讯平台的研究应用

郭鹏

大柳塔镇国家能源集团神东煤炭集团洗选中心  陕西省榆林市神木市  719315

摘要：煤炭洗选是洁净煤技术的源头，是优化煤炭产品结构、降低污染物排放、提质增效的重要手段，经过数十年的行业发展，煤炭洗选加工技术已经取得多项突破，干法选煤技术也逐步成为主流技术之一，选煤厂智能化建设成为煤炭工业发展的核心技术支撑。党的二十大报告中提出要推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。选煤厂智能化建设已成为必然发展趋势，尤其是在碳达峰碳中和背景下，煤炭行业面临严峻的发展形势和巨大的转型升级压力，选煤厂更要牢牢把握智能化这一核心驱动力，推动新一代信息技术与装备制造深度融合，进一步提高煤炭洗选效率，为煤炭行业高质量发展贡献力量。

关键词：智能化选煤厂；工业通讯平台；研究应用

引言

当前，国家提出智能制造的战略方针，各行各业开始了如火如荼的智能化建设。智能化发展势如破竹，究其根源，在于我国经济的迅速发展带来社会主要矛盾的变革，重复繁琐的劳作已经丧失了对当代青年的吸引力，人们将注意力更多地转移到对生活品质的追求。因此，利用不断发展的现代制造业解放双手，营造舒适的工作与生活环境是国家和社会共同进步的目标。煤炭作为我国的主体能源，对经济可持续发展、环境保护、能源高效利用等方面起着重要作用。近年来，国家持续推进煤矿安全高效建设，提升煤矿装备水平和降本增安保障能力。

1智能化选煤厂建设的背景及意义

当前，我国煤炭行业面临严峻的形势以及不断增大的环保压力和人工成本，加快煤炭供给侧结构性改革，推动煤炭企业升级转型发展迫在眉睫。随着国家“创新驱动”要求的逐步推动，结合目前计算机技术、PLC技术、网络技术、应用软件技术和通信技术的发展趋势，智能化建设将成为选煤行业发展的重要途径。2021年9月，国家能源局、国家矿山安全监察局研究制定了《煤矿智能化建设指南（2021年版）》，智能化选煤厂建设已成为趋势，2022年9月国家能源局综合司下发的关于《组织开展煤矿智能化建设先进典型案例征集工作的通知》，再次为智能化选煤厂的建设按下了加速键。目前，选煤厂智能化建设在国内还处于探索和起步阶段，很多检测装置和智能化系统都缺乏实践验证，在生产管理及综合控制、设备管理维护以及成本消耗管控等方面，仍依靠管理人员的工作经验来实现分析决策和运营管理；企业整体的生产效率和经济效益较低，工人的劳动强度较大。随着国家能源局和陕煤集团对智能化选煤厂的“建设指南”和“验收办法”逐步确定，重点围绕基础平台建设、基础自动化、智能控制、智能管理与决策4个方面构建完整的选煤厂智能化体系；实现“人员盯岗向定点巡岗转变、设备人工巡检向在线实时诊断转变、设备被动维护向超前维护转变、工艺参数经验调整向大数据分析转变、生产经营数据汇总通报向实时展示转变、备件材料由自备自用向全公司共享转变”六大转变，达到“减少用工数量、稳定产品质量、节约生产成本、提高经济效益、改善作业环境”的目标。

2选煤厂智能化现状

我国选煤厂从１９４９年起步至今，经历了相当长一段时间的发展，选煤工艺与装备水平日趋成熟］。自选煤厂智能化相关文件出台，部分选煤厂已投入到智能化建设中去，争做示范工程。上湾选煤厂智能化改造工程开始于２０１５年，改造内容涉及智能加药、智能加介、铁器自动识别、数字化配电、设备在线监测、人员定位及智能照明等。斜沟选煤厂智能化改造工程开始于２０１６年，其改造内容覆盖选煤厂主要生产环节，并配置了智能化管理平台。张家峁选煤厂智能化改造工程开始于２０１７年，主要亮点是做了３Ｄ智能化展示，并实现视频报警联动。高庄选煤厂建设视频随动系统，可实现设备的实时监控与无人值守。沙曲选煤厂重点建设选煤厂重介环节智能化，实现了“密度修正”＋“灰分反馈”控制方法，从而实现了重介分选过程的智能控制。选煤厂智能化建设，提高了生产效率，优化了岗位配置，但是目前选煤厂智能化重点集中在单系统智能化建设，系统各自独立，不能充分利用大数据形成全系统全流程的智能化体系。选煤厂智能化建设还需要克服很多困难。

3选煤厂智能化建设关键技术.

3.1智能化杂物分选技术

由于煤炭开采后会夹杂矸石、塑料等杂物，在进行下一步洗选加工之前必须先将杂物与煤炭分离，以避免对洗选设备产生不利影响。相比于传统人工分选的方式，机械设备分选可节省部分人力，并在一定程度上提高分选效率，但是由于杂物成分复杂，对机械分选设备要求很高且实现完全自动化分选难度很大。基于此，我国研发出基于机器视觉的煤中杂物智能分选系统。在杂物分选过程中，先由进料口的视频监控系统采集图像，经过机器视觉技术对煤炭中的杂物识别后，可以精准确定杂物位置和运行时间，再上传至智能控制系统，下达机械手的操作指令，启动机械手完成杂物抓取工作。现场数据测试表明，煤中杂物智能分选技术的杂物分选准确率高达９０％以上，基本解决了传统杂物分选的困境，是选煤厂智能化分选的重要突破。

3.2设备状态在线监测

选煤厂关键设备（筛分设备、离心机和功率大于45kW输送机、泵等设备）设计在线监测系统，实现主要设备在线连续高密度数据采集，在设备前端即可实现数据报警；可利用现场网络将数据传输到服务器终端，实现监测数据的统一管理。非关键设备采用点检仪点检形式，现场人员根据点巡检需要携带仪器对现场设备进行点巡检，相关点巡检数据可以进行上传，并对信号进行阈值报警。

3.3煤质智能检验系统

基于工业机器人、智能生产线、工业物联网、高能脉冲激光、鹰眼精准定位等多项前沿尖端和智联交互技术，建设“采制化全流程＋在线检测”煤炭质量数字化车间及智能成套系统，实现采样、制样、化验设备集成优化及智能控制、数据信息自动采集与分析、在线监督管理，达到煤质“在线监测实时调整生产工艺”和“全自动采制化系统贸易结算”同步推进的目的，完成“数据生产、数据加工、数据使用”3个方面的数据流、信息流、控制流闭环，为上、中、下游提供全面质量及数量控制手段，完成公平、公正的贸易交互。针对全智能采制化系统＋信息化管理系统这一逻辑，对现有选煤厂煤质管理进行优化和改进，实现原料及产品检验流程的智能化、标准化、信息化，达到全过程绿色环保无人（少人）值守的智能质量管理流。

3.4智能化重介质分选技术

随着人工智能技术与选煤技术的深度融合，重介质选煤过程智能化取得重要研究成果并成功应用到选煤厂实际生产中。重介质选煤技术的关键环节是设定重介质悬浮液密度，因为悬浮液密度直接决定重介分选效果。重介质悬浮液密度智能化技术包括密度宽域智能控制和密度设定值智能控制。相比于传统由人工调控和程序化调节，智能化调控具有更高的精度和效率，密度调节可以根据实际情况智能控制。

结束语

选煤厂智能化建设是产业发展的必然趋势，是一项系统且复杂的工程，我国选煤厂智能化正处于初级发展阶段，应凝聚生产、科研、管理等多方面力量，在工艺结构等细节方面提高智能化系统的可靠性和安全性，根据选煤厂建设情况和智能化技术现状循序渐进地推进智能化建设。

参考文献

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