关键词：选煤厂；智能化；改造
引言
近年来，随着工业4.0浪潮的推进，工业生产逐渐向智能化、信息化过度及发展。且随着煤炭行业告别“黄金十年”，市场逐渐呈现供过于求的景象。作为煤炭企业的一员，选煤厂目前必须充分利用智能化为选煤厂带来的技术升级与改造等优势，努力在竞争日益激烈的行业中脱颖而出，实现高效率、高质量的选煤工作，进而提高煤炭企业的软硬实力。
1智能化选煤厂概念
目前，我国工业领域迎来了一场新革命，逐步向着4.0时代迈进。作为能源产业重要组成部分的煤炭洗选加工产业也逐渐融入这种时代发展的大趋势，越来越多的业内人士开始构想选煤厂的智能化建设。自动化选煤厂要向智能化选煤厂跃迁，必须实现信息收集及处理流程的改进升级，着重从信息采集、数据分析挖掘、综合信息呈现、决策及指令执行方面进行整合提升。自动化是选煤厂智能化的基础；信息化是选煤厂智能化的手段；数据化是选煤厂智能化的核心；可视化是选煤厂智能化的展现；无人化是选煤厂智能化的方向。建设智能化选煤厂应紧密结合生产流程、洗选设备的特点，运用先进的计算机网络技术，加强生产运行中对各项基础信息的收集，消除各工作环节中的信息不对称性，为管理层提供一个更为高效、可靠的生产决策体系，并能将各项生产指令及时传达到岗位、设备层面，达到优化生产组织结构、提高产品质量把控、减员增效的目的，进一步解放选煤行业的生产力。
2智能化选煤厂建设及应用
2.1搭建智能化基础网络平台
依托选煤厂原有的网络组建厂区有线、无线专有网络，整个选煤厂内选定合适区域安装交换机和服务器，形成网络的骨干节点，之后所有分支网络在相应骨干节点汇集。各交换机之间采用光纤连接，最终汇接到选煤厂调度室机房。每个骨干节点处安装无线AP设备一套，实现对本区域无线信号的覆盖。各项数据可通过有线、无线网络在设备、控制台和移动智能终端包括智能平板、工业手机之间相互传递。通过基础网络平台的搭建，将原有的摄像头全部接入网络平台，提高了带宽，图像清晰度，具有接线方便，抗干扰能力强等优点，保证接收信息的及时性，同时可在移动端通过视频查看设备运行状态。此外，网络平台还可以与矿区办公网连接，帮助管理人员实时进入选煤厂管理系统之中进行生产流程的管理，对各个选煤过程中的状态进行全面控制，实现产品生产全过程的可控性，大大提高工作效率。
2.2洗煤、装运主站网络改造设计
洗煤工艺自动化采用1个西门子S7-400主站，11个分站；装运系统1个S7-400主站，4个分站；采用主从架构，11个分站分别在车间的各楼层配电室；主站和分站之间采用PROFIBUS-DP通信，通信距离远程，控制设备多；经过多处大电机强动力电缆，目前出现经常干扰现象，耽误生产。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计着重于提升总线抗干扰能力，并且易于在有限时间内升级完成，计划把DP总线升级为光缆传输方式，洗煤和装运PLC主站和IO分站间增加光电转换设备，实现主站与分站之间的光通讯，增加通讯的距离和质量，保障传输线路的抗干扰能力和网络传输的稳定性，增加西门子DP中继器只能延长DP的传输距离，对DP的抗干扰能力影响不大，PLC的DP接口本身带隔离和信号处理功能，光缆环网网络使远距离传输的主从架构分站网络更可靠。该方案通过增加总线光纤转换器，将该总线的电缆通讯转换为光纤通讯，总线光纤转换器直接通过光纤组成环形网络，实现了高速率远距离传输，解决了电磁干扰，环形网络在光纤断了的情况下快速完成硬件切换，有效保障生产任务，做到不影响生产。
2.3浮选过程智能化
浮选是选煤厂处理细煤泥分选的主要方法。浮选过程智能化的核心内容：浮选全过程参数实时检测、浮选药剂自动添加、浮选液位自动控制、浮选机充气量自动控制、基于浮选产品指标的浮选智能闭环控制、浮选药剂远程移动控制。其中浮选药剂自动添加随着精密计量蠕动泵、精密计量螺杆泵、精密计量隔膜泵的合理选型已进入工业性应用；浮选液位自动控制相对来说容易实现；浮选机充气量自动控制方面，压气式浮选机充气量更容易实现自动控制，吸气式浮选机充气量控制得到了初步应用；浮选药剂远程移动控制进行了试点应用；基于产品指标的浮选智能闭环控制实现难度最大，其核心制约因素是浮选精煤灰分检测和尾煤灰分检测。基于产品指标的浮选智能闭环控制原理如图３所示。基于产品指标的浮选智能闭环控制核心技术：①浮选尾煤智能图像在线检测。通过浮选尾煤机器视觉系统分析浮选尾煤煤浆表面图像，提取图像特征，构建回归模型预测浮选尾煤灰分。②浮选精煤灰分检测。采用软测量技术，即将可测量的辅助变量（浮选入料流量、入料浓度、药剂用量、尾煤灰分、浮选液位）作为输入，通过数据预测技术，实现浮选精煤灰分检测。③浮选泡沫智能分类。目前浮选泡沫图像研究更多集中于泡沫特征参数与精煤灰分的映射关系构建，但该研究成果尚未大规模进入工业应用阶段。而依据浮选泡沫分类结果对浮选药剂进行合理调整是一种可行的研究思路，目前已通过实验验证了其有效性，且更容易实现工业化应用。④浮选灰分智能闭环控制。浮选是一个典型的多输入多输出复杂流程，因此采用基于吨干煤泥量和液位、充气量专家规则的稳定控制作为控制内环，在充分考虑浮选药剂起效延时长的前提下，采用推断控制、预测控制和人工神经网络控制等智能算法实现浮选灰分智能闭环控制。
2.4设备在线监控
对于与生产系统密切相关的设备及用电功率大于45kW的电机及其减速器等，需要了解其工作状态，确保生产的安全、连续、可靠。在电机和减速器上增加震动传感器，采集震动信号，以及现有控制系统中的温度信号。依据采集到的震动和温度信号绘制震动和温度变化曲线，分别设置震动和温度的预警值。当采集的信号超过预警值时，发出预警信号，提醒工作人员提前采取措施。在线监测设备运行状态，实现设备故障前的预先报警，杜绝系统事故停车，减少设备备品备件，同时替代传统的人工点检，减少工作人员、降低劳动强度。操作及管理人员可以通过集控室进行设备状态的监控，同时在移动端智能平板和工业手机上进行状态查看。
结语
综上所述，选煤智能化是以现代信息技术和人工智能技术为手段，以集成和利用全流程信息资源为起点，开发的选煤智能化系统。依靠智能管理实现了生产流程实时监控、生产过程自动调度、设备故障诊断、洗选数据自动统计等。因此，进行智能化选煤厂建设是实现选煤厂全面、协调、可持续发展的必由之路。
参考文献
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论文作者: 马余多
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：浮选论文; 选煤厂论文; 智能论文; 设备论文; 灰分论文; 选煤论文; 闭环论文; 《中国电业》2019年20期论文;