洗煤机控制系统改造

杨飞 杨海振

摘 要：针对洗煤设备老化，自动化程度低，洗煤效率低、质量差等问题，采用PLC为核心控制器，触摸屏为人机界面对洗煤机控制系统进行改造。将洗煤自生介质的密度作为被控量来调节电动调节水阀，实现自生介质密度控制，通过圆筒筛研石厚度检测来调节变频器频率以调节圆筒筛转速，经改造后提高了该系统自动化程度及洗选煤效率和质量，现场运行情况良好。

关键词：洗煤机;控制系统;自动化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.090

圓筒螺旋洗煤设备是作用于动力煤、脏杂煤的炼煤设备，对这一设备进行优化，能够在相当程度上提升其自动化水平，对提升企业盈利能力、资源有效利用率并加强环境保护有着极大作用。

1 圆筒螺旋洗煤机工作原理

煤的洗选是将原煤进行选洗加工，清除原煤中的杂质、矸石，并根据原煤规格、质量对原煤进行划分，从而提升原煤质量水平，加强环境保护，将环境污染减少到最低限度。圆筒螺旋洗煤机是一个由I段弧型筛、II段弧型筛、末煤筛、渣浆泵、旋流器、直线振动脱水筛等部分构成的设备[1]。

在输送带的作用下，将给料机中粉碎的原煤输送至圆筒筛内，而圆筒筛内置的顺时针螺旋叶片，在电动机的带动下，实现逆时针转动，并在渣浆泵的作用下实现圆筒供水，使原煤沿圆筒内部来回起伏，并滤除原煤中的细粉物，并生成悬浮液。通过悬浮液对选洗煤进行悬浮操作，让被选洗煤按照密度以及颗粒粒径进行沉降操作，进而实现分层的目的[2]。圆筒旋转时，密度较大的颗粒物质起伏较大，在分层时会沉降在螺旋叶片内;而密度较小的物料，则随着流水流出出料口，矸石则在螺旋叶片旋转过程中由上端出料口流出。矸石通过矸石筛的作用，对夹矸石煤旋流器进一步进行处理，旋流器流出物则在矸石筛的作用下，进行再次筛选，从而最大程度的减少原煤资源的浪费。原煤初步洗选后，圆筒筛下端出料口流出的物料在直线脱水振动筛的作用下，进一步进行冲洗，并根据粒径再度筛选，符合需求的物料，经过输送带将精煤送到旋流器，然后在旋流器的作用下，将Ⅰ段弧形筛、Ⅱ段弧形筛选后，符合要求的物料送走，其余的煤泥则送入循环水池，并通过渣浆泵的作用实现水循环[3]。

2 控制系统设计

该设备系统本身不带有自生介质的检测元件，无法做到介质水密度的实时监测，但洗煤介质密度检测直接关系到洗煤质量。如果介质水密度过高，则会造成精煤杂质含量较多，并直接影响到洗选效率;而介质水密度过低，则无法达到浮选目的。根据以往经验，基本确定了科学的密度值，型密度检测元件能够有效实现密度检测工作。经过介质水密度检测，再通过PLC运算处理，实现自动调节水阀开度的目的，进而将洗煤介质密度控制在科学范围。因调节过程中的滞后性匀速的影响，我们将密度上下限值划分为三个层级，并根据密度等级范围确定阀门开度。由于实时调节将导致一定的损耗，因此应当在密度处于科学范围时，都采用固定开度。

由于圆筒转速调节性较差，因此基本通过变频器实现转速的调节，并根据入选煤矸石厚度的检测，将厚度划分为不同级别，并在挡板作用下，选择科学的变频器从而实现调速调节的目的。出于经济成本的考虑，本次研究选取三菱系列变频器，其调速最高可达15段，在本次研究过程中，选择7段调速，并通过PLC的三个硬件输出点选择通道，连接PLD从而达到安全保护的目的。该系统主要由自动控制以及手动控制两部分构成，并连接三菱型号的触摸屏，实现动态监控，能够实现人机之间的交互。就计量而言，将称重信号输入到PLC的4AD模块，推算出重量方面的信息，并在入料皮带秤以及出料皮带秤进行出料、入料量的计算，从而得出洗煤产量，然后评价洗煤质量。

在进行电机电气系统设计时，应通过中间继电器的作用，驱动交流接触器线圈，达到保护PLC硬件、提升其使用寿命等的目的。设备在启动过程中，一般遵循由上而下、由左往右的顺序;设备停止运行时，则遵循由右朝左、由上而下的顺序。系统的核心控制器，主要由模块、模块、模块构成，系统硬件型号应当根据操作现场以及安全生产需要进行选择。

3 触摸屏设计及部分PLC程序

这一系统采用的是三菱型触摸屏，其主要有运算速度快、适应能力较强以及存储量较大等优势，并在串口和型号的PLC连接，达到信息交流的目的。具体来说，就是在触摸屏界面设置自动按钮取代手动按钮，从而便于操作，并通过设置各项工艺参数从而加强监控，还应当设置故障警报装置、不当操作警报装置等，一旦有人工操作不当之处，就会自动报警，提醒操作人员，从而将错误操作率减少到最低限度，保证设备使用寿命。系统外部还应当连接蜂鸣警报器，一旦出现故障就会自动发出警报。受密度控制的滞后性因素的影响，应对检测得出的密度值，和前次检测得来的密度值进行对比，从而实现调节电动阀的目的。

4 结语

受现场干扰因素的影响，控制柜布线时应将直流电路分开布线，并在系统中引入信号隔离装置，从而实现密度控制并解决洗选煤密度控制问题。圆筒转速也随着矸石层厚度而不断进行调整，从而减少了因电机转速导致故障的几率。为保证操作的便捷性，系统同时设有手动以及自动控制两个系统，保证系统的有效运行，为企业创造经济效益。该系统是独立运作的操作系统，随着自动化技术的不断发展，以及企业自动化生产的要求，可通过多重设备，集中于一台计算机，并在DCS系统作用下，实现在工艺程序过程中的集中管理，并连接上机组监控软件，实现对工艺数据比如耗水量、入洗原煤量、操作日志、工作量、精煤产量等多种数据的监控，并创建数据库，从而便于分析工作。

参考文献：

[1]刘自平，于常顺.圆筒洗煤机在脏杂煤处理中的应用[J].山东煤炭科技，2017（03）：10-11.

[2]张跃首.自动控制系统在选煤厂的应用[J].煤炭加工与综合利，2016（04）：13-16.

[3]苏长德.螺旋滚筒洗煤机的改造[J].洁净煤技术，2016（02）：34-36.