引言

壓濾機(jī)是選煤廠煤泥水處理的重要設(shè)備，現(xiàn)階段選煤廠采用的壓濾機(jī)多是單臺(tái)已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，現(xiàn)場(chǎng)布置有多臺(tái)壓濾機(jī)時(shí)往往需要安排多名作業(yè)人員控制壓濾機(jī)運(yùn)行，壓濾機(jī)煤泥脫水及生產(chǎn)效率均不能有效保證。因此，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)壓濾機(jī)智能化控制對(duì)提升選煤廠生產(chǎn)線效率具有重要意義。山西某選煤廠經(jīng)過(guò)2次改造，洗選能力擴(kuò)展至600萬(wàn)ｔ/ａ，壓濾環(huán)節(jié)需要多名作業(yè)人員進(jìn)行看守，不僅勞動(dòng)效率低，而且強(qiáng)度大，文中以該選煤廠為研究背景，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況提出一種智能壓濾控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)壓濾機(jī)智能控制，有效提升了選煤廠壓濾環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果顯著。

選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀

該選煤廠經(jīng)過(guò)兩次改造，洗選能力從300萬(wàn)ｔ/ａ提升至600萬(wàn)ｔ/ａ，選煤廠共布置有12臺(tái)隔膜壓濾機(jī)，均為單機(jī)控制方式，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)控制柜操控壓濾機(jī)運(yùn)行。在壓濾機(jī)補(bǔ)料環(huán)節(jié)中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要時(shí)刻觀察濃縮池內(nèi)清水層層位、入料筒液位，并通過(guò)對(duì)講機(jī)詢問(wèn)濃縮機(jī)運(yùn)行情況，操作人員手動(dòng)控制低流泵開(kāi)閉；在壓濾機(jī)進(jìn)料環(huán)節(jié)中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要根據(jù)壓濾機(jī)濾液水滴來(lái)判定是否結(jié)束進(jìn)料；在卸料環(huán)節(jié)需要根據(jù)刮板輸送機(jī)運(yùn)送能力來(lái)決定是否卸料；在煤泥運(yùn)送環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行巡視確保設(shè)備正常運(yùn)行。具體選煤廠壓濾系統(tǒng)流程如圖１所示。由于選煤廠生產(chǎn)能力強(qiáng)，壓濾系統(tǒng)一直處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，在整個(gè)壓濾環(huán)節(jié)需要安排６名作業(yè)人員進(jìn)行值守，勞動(dòng)強(qiáng)度大、自動(dòng)化控制程度低成為影響選煤廠壓濾系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要因素。

智能壓濾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

總體結(jié)構(gòu)壓濾機(jī)生產(chǎn)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，具體涉及補(bǔ)料、進(jìn)料、卸料以及停機(jī)運(yùn)行等過(guò)程，因此設(shè)計(jì)的智能壓濾控制系統(tǒng)包括４個(gè)獨(dú)立控制模塊。每個(gè)控制模塊均具備獨(dú)立的控制、處理以及設(shè)備管理及維護(hù)等功能，同時(shí)相互協(xié)調(diào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)壓力機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行、多臺(tái)壓濾機(jī)平衡運(yùn)行等功能。智能壓濾系統(tǒng)采用ＰＬＣ本地控制及遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的方式，信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式傳輸，具體結(jié)構(gòu)包括服務(wù)器、ＰＬＣ、智能終端、無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)測(cè)儀表等。單臺(tái)壓濾機(jī)開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，運(yùn)行參數(shù)通過(guò)Ｍｏｄｂｕｓ/ＴＣＰ協(xié)議傳輸至服務(wù)器內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)布置的各類(lèi)監(jiān)測(cè)儀表監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)ＰＬＣ傳輸至服務(wù)器內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員通過(guò)智能移動(dòng)終端根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，后臺(tái)服務(wù)器綜合分析采集到的壓濾機(jī)運(yùn)行、作業(yè)人員設(shè)定參數(shù)，采用控制單元算法控制ＰＬＣ運(yùn)行，并向智能終端反饋控制結(jié)果。

智能壓濾控制系統(tǒng)實(shí)施

自動(dòng)補(bǔ)料壓濾機(jī)上游設(shè)備為濃縮機(jī)，需要根據(jù)壓濾機(jī)供液，同時(shí)壓濾機(jī)運(yùn)行時(shí)也應(yīng)兼顧整個(gè)壓濾系統(tǒng)負(fù)荷情況，及時(shí)處理補(bǔ)充的高濃度低流。因此，設(shè)計(jì)的壓濾機(jī)自動(dòng)補(bǔ)料系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)上游濃縮機(jī)電動(dòng)機(jī)電流、澄清層高度，來(lái)控制低流泵運(yùn)行向各個(gè)入料筒供液并監(jiān)測(cè)入料筒液位，并通過(guò)移動(dòng)終端可控制任意低流泵運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)壓濾系統(tǒng)補(bǔ)料自動(dòng)化控制。

自動(dòng)結(jié)束進(jìn)料

單臺(tái)壓濾機(jī)生產(chǎn)方式有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)控制模式下作業(yè)人員需要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定是否結(jié)束進(jìn)料，整個(gè)控制過(guò)程中人為因素影響較為明顯，嚴(yán)重依賴操作人員自身經(jīng)驗(yàn)。因此，設(shè)計(jì)了自動(dòng)結(jié)束進(jìn)料控制單元，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布置的各類(lèi)監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取大量的生產(chǎn)。數(shù)據(jù)，得到壓濾機(jī)入料泵在進(jìn)料時(shí)的電流變化情況所示，依據(jù)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并經(jīng)后臺(tái)服務(wù)器邏輯運(yùn)算，將最終決定的指令傳輸給ＰＬＣ，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)進(jìn)料自動(dòng)結(jié)束。

自動(dòng)卸料

控制選煤廠布置有２套壓濾系統(tǒng)，每套系統(tǒng)內(nèi)布置６臺(tái)壓濾機(jī)，壓濾機(jī)煤泥收集刮板（一臺(tái)壓濾機(jī)對(duì)應(yīng)一部煤泥收集刮板）、轉(zhuǎn)載刮板（６臺(tái)壓濾機(jī)共用一部轉(zhuǎn)載刮板）將壓濾后的煤泥運(yùn)送至皮帶輸送機(jī)。由于壓濾機(jī)數(shù)量較多，而轉(zhuǎn)載刮板運(yùn)量不能滿足多臺(tái)壓濾機(jī)產(chǎn)生的煤泥運(yùn)送需要，因此設(shè)計(jì)了壓濾機(jī)自動(dòng)卸料控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行控制環(huán)如圖６所示，作業(yè)人員可通過(guò)智能終端選擇卸料壓濾機(jī)，控制系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)壓濾機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并與預(yù)先設(shè)定條件進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)卸料控制單元邏輯運(yùn)算，最終將控制結(jié)果傳輸給壓濾機(jī)ＰＬＣ，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)壓濾機(jī)自動(dòng)排隊(duì)卸料，在滿足生產(chǎn)的同時(shí)運(yùn)送的煤泥量也不會(huì)超過(guò)轉(zhuǎn)載刮板運(yùn)送能力。

閉鎖控制

單元壓濾系統(tǒng)作業(yè)流程為線性，下游設(shè)備（如刮板輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)等）出現(xiàn)異常時(shí)，上游壓濾設(shè)備必須停止運(yùn)行。壓濾機(jī)刮板受壓濾機(jī)ＰＬＣ控制，同時(shí)也受選煤系統(tǒng)ＰＬＣ控制，在雙重控制下刮板輸送機(jī)可以往不同的帶式輸送機(jī)上運(yùn)輸煤泥，采用的閉鎖裝備也有差異。因此，設(shè)計(jì)壓濾系統(tǒng)閉鎖控制系統(tǒng)，將選煤系統(tǒng)、壓濾機(jī)ＰＬＣ控制信號(hào)相互通信，從而實(shí)現(xiàn)不同控制方式下的控制裝置相互閉鎖，如壓濾機(jī)ＰＬＣ控制時(shí)，選煤系統(tǒng)ＰＬＣ閉鎖無(wú)法對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行控制，反之亦然。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

選煤廠智能壓濾控制系統(tǒng)于２０１９年５月安裝調(diào)試，２０１９年７月正式投入運(yùn)行，迄今為止已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行８?jìng)€(gè)月，應(yīng)用效果顯著。通過(guò)采用智能壓濾控制系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員數(shù)量由６人減少至３人，并顯著降低了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度；在保持壓濾系統(tǒng)入料不變的情況下，采用智能壓濾控制系統(tǒng)后壓濾機(jī)生產(chǎn)效率提升１５％以上，月可以減少煤泥外流量約３ｔ，取得顯著應(yīng)用效果。

總結(jié)

（１）選煤廠原壓濾機(jī)單臺(tái)自動(dòng)化控制，需要安排專人進(jìn)行補(bǔ)料、巡查設(shè)備等，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，壓濾產(chǎn)生的煤泥品質(zhì)不穩(wěn)定，造成壓濾環(huán)節(jié)影響選煤廠整體生產(chǎn)效率。

（２）采用智能壓濾控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)選煤廠內(nèi)多臺(tái)壓濾機(jī)進(jìn)行智能控制，作業(yè)人員通過(guò)智能終端即可掌握各臺(tái)壓濾機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)智能終端控制壓濾機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)壓濾機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行。

（３）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐表明，壓濾智能控制系統(tǒng)運(yùn)行后現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員由６名減少至３名，壓濾機(jī)生產(chǎn)效率提升１５％以上，月可以減少煤泥外流量約３ｔ，取得顯著應(yīng)用效果。