重介选煤的自动控制策略及改革.pdf

河 北煤炭 阴年第 期 重介选煤的自动控制策略及改革 刘文 国 〔冀中能源邢矿集团公司河北煤炭科学研究所 , 河北 邢台 摘要随着社会的发展 , 各厂矿单位对煤炭需求量逐年增加 , 金牛股份公司为保证煤炭的质 量 , 先后有多个重介选煤厂建成 。 而保证选煤厂的高效运行 , 一个稳定的控制系统是必不可少 的 。 文章介绍了在金牛股份公司葛泉矿选煤厂使用的西门子控制系统的 自动控制策略及几项技 术改革 。 关键词密度环点对点通讯液位控制调解 中图分类号文献标识码文章编号 一一一 叮一 一 西门子模块化中小型系统 , 能满足中等 性能要求的应用 。 大范围的各种功能模块可以非常 好地满足和适应 自动控制任务 。 由于简单实用的分 散式结构和多界面网络能力 , 使得应用十分灵活 。 在葛泉矿选煤厂使用的西门子系统 , 作为控制系统 的核心就是一个很成功的工程典例 。 系统组成及控制原理 葛泉矿 选煤厂中控室中有台级 计算机作为服务器 。 采用了操作成熟可 靠 、 组态 性能高效的供操作员操作 , 具有控制 自动化过程的强大功能 , 是基于 个人计算机 , 同时具有极高性价比的级的 操作监视系统 。 的显著特性就是全面开 放 , 很容易结合标准的和用户的程序建立人机界 面 , 满足 生产实际要求 。 两 台服 务器 通 过 总线与低压配 电室的重介控制柜和 跳汰控制柜中的 一一 进行数据时时交换 。 再通过 一一 发出驱动命令使现场设备的接 触器吸合断开以达到控制现场设备的目的 。 为更好 地控制泵的转速流量还为个泵加上了变频器 , 使 控制水平衡及压力变得简单易行 。 在重介选煤控制中的控制关键在于完成下面几 个关键过程控制 密度环控制 输人信号来源于实际密度检测装置密度计 , 密 度计安装在合介泵出水管口距离工作人员较远的地 方 , 防止核辐射泄漏 , 输出信号控制电动调节阀开 度 , 调节阀安装在合介泵人口管处的清水管上 。 工作原理实际密度大于给定密度 , 调节阀开 度增大 , 加大进水量 , 实际密度小于给定密度 , 调 节阀减小 , 减少进水量 , 最终使实际密度控制在给 定密度 土 。 的范围内 。 要求合介桶悬浮液密度略大于给定密度 。 旋流器压力控制 输人信号来源于旋流器入口的压力变送器 , 输 出信号控制变频混料泵的转速 。 工作原理实际压力大于给定压力 , 混料泵转 速降低 , 实际压力小于给定压力 , 混料泵转速增 加 , 最终使实际压力控制在给定压力的 土 的范 围 , 要求当混料桶液位低于某一值时 , 压力环解 锁 。 混料桶的液位控制 输人信号来源于混料桶上的压力变送器 , 输出 信号控制混料泵的转速 。 工作原理当混料桶的液位低于某一值时 , 压 年第期河北煤炭 力环解锁 , 液位环投人 。 当实际液位高于给定液 位 , 混料泵转速增加 , 当液位低于给定液位时 , 混 料泵转速降低 。 其根本保证是混料泵不被抽空 , 液 位环投人时 , 旋流器的人口压力不能保证 。 合介桶的液位控制 输人信号来源于合介桶的液位计 , 输出信号控 制分流箱 。 控制原理当合介桶的液位高于给定液位时 , 分流和开度增加减小 , 向稀介桶分流量加大 。 当合介桶的液位低于给定液位时 , 分流箱开度减小 增加 , 向合介桶分流量加大 , 保证合介桶不被 抽空 。 在葛泉矿重介选煤系统中由于工艺问题 , 合 介泵的流量选择过大 , 合介桶和混料桶液位不是很 稳定 。 虽然有回流管 , 但是还需通过手动阀调解开 度改变流量 , 效果还不是很理想 。 所以 , 建议增加 合介泵变频器改变其流量 。 充分发挥自动控制的优 越性 , 达到自动化生产 , 降低生产成本 。 组启组停 正常生产情况下要使全厂设备按照生产工艺要 求逐台启停车 。 控制原理当要使全厂设备启车时发出组启命 令 , 最先启动逆煤流的第一台设备 。 当判断此设备 已经运行则间隔几秒钟后启动下一台设备 。 此后全 厂设备将依此判断每间隔几秒钟后自动启动一台设 备 。 直至全厂设备全部运行起来 , 组启命令完成 。 如某台设备中途未能正常启动 , 没有返回运行信 号 , 组启命令将中断 , 程序跳出 。 组停控制原理与 组启控制原理相同 , 只是停车顺序为顺煤流方向停 车 。 使最后的物质全部打到混料桶内 , 为下次启车 做好准备 。 做好重介选煤过程控制的关键在于如何在控制 中做好调解 。 因为水平衡及压力平衡和合介密 度是重介选煤工艺中的重点 , 而这些都需要用 调节 。 做好调节要根据工程经验及要求在项目 中摸索比例 、 比例积分 、 比例微分的最佳值 , 以达 到最佳的控制效果 。 单独运行 , 不影响生产 。 为保证现场的安全性 , 还根据经验把现 场设备的启动命令做成脉冲信号 , 而停止命令做成 电平信号 , 使现场设备始终处在一个安全状态 。 在液位监视和控制方面 , 采用压力变送 器替代液位电极和超声波料位计 。 液位电极在使用 时由于水流较大容易使电极间相互碰撞 , 产生误信 号 , 而超声波液位计由于水流也容易产生误信号 。 介质的密度清水调节阀采用 电动调 节 阀 , 解决了采用气动阀时气源采集难的问题 , 减少 了造价和安装难度 。 为解决电磁阀反应慢的问题 , 在程序控制方面给调节阀一个偏执 , 使阀提前做出 反应 , 保证在正常生产状态下密度偏差在 士 。以 内 , 保证了密度控制要求 。 为保证老系统的正常生产或重介系统现 场设备的正常调试 , 现场的控制原理为有扰动控制 法 。 工程师系统调试和生产或设备调试可以同时进 行 , 加快工程进度 , 提高工作效率 , 而且以后维修 设备时 , 现场也极为容易实现现场试车 。 结语 在重介选煤控制中 , 由于西门子系列的通 讯及控制的灵活性 , 即使是在大型的选煤厂 , 其控 制能力也可以与系统相媲美 。 当控制任务增加 时 , 可自由扩展 。 由于大范围的集成功能使其功 能非常强劲 。 在全厂集控设备较多时 , 可采用主一 从站通讯方式 , 将控制负荷分散 。 西门子主站最多 可以下挂个从站 , 每个从站都可以是一个控制 站 , 这就大大地增加了其控制能力 。 而在上位与下 位的通讯也是多种多样 , 它可通过 、 工业以太 网 、 总线 、、 等通讯方式通 讯连接 , 以满足现场要求 。 其成本与相比是 低廉的 , 性价比是比较高的控制系统 。 参考文献 新技术和新方法 因该控制系统中有新老系统中设备共用 的情况 , 为保证系统运行的安全性 , 采用了双 , 进行点对点通讯 , 分别控制跳汰系统和重介 质系统 。 但两者是实时进行通讯的保证数据的正常 交换 , 一旦出现故障 , 跳汰系统和重介质系统还 可 崔坚西门子工业网络通信指南北京机械工业出版 社 作者简介刘文国 一 , 男 , 河北临城人 , 助理 工程师 , 冀中能源邢矿集团公司河北煤炭科学研究所金牛电 子开发中心从事工业自动化控制工作 。 收稿日期 。一一 编辑毛志国