煤机自动化控制系统改造方案

煤机自动化控制系统改造方案

摘要本文针对东曲选煤厂原煤仓下给煤机手动给煤的缺点，提出对给煤机进行自动化改造是提高原煤配洗精度的关键。往复式给煤机通过采用PLC控制的方法，提高洗煤厂生产效率，实现远程自动化控制。

关键词给煤机；控制系统；改造

东曲选煤厂原煤仓下给煤机设备陈旧，一直采用就地手动控制，给煤机的启停、给煤量的大小，均需现场操作人员控制，工人劳动强度较高，加之选煤厂生产系统环节较多，相互联络不便，调度人员无法及时全面的掌握整个生产系统的设备运行状况，导致整个系统开车时间延长，同时，很多设备处于空转状态，易产生不必要的设备损耗和电耗，对整个洗煤系统的统一调度产生不利影响。原煤仓下给煤机自动化控制改造有利于统一调度指挥，可有效缩短系统启停时间，减少设备空载损耗，提高生产效率。同时，采用自动化控制系统可以减少现场操作人员，减轻工人劳动强度，进一步提高原煤配洗的精准度和自动化控制水平，是当前该厂发展面临的最大挑战，有助于该厂实现跨越式发展。

1控制系统现状

原煤1号仓到4号仓的15台给煤机原有控制方式均为就地直接启动，不参与主洗系统的集中统一控制。给煤机的启停主要通过控制室与现场操作人员通过电话联络，控制室司机将浮选液密度、介质泵工作压力、磁性物质含量等各项参数调节设置完成后，通过电话通知现场操作人员启停给煤机。采用手动控制方式启停采煤机基本依靠现场操作人员的经验来实现给煤量的控制，基本无法实现原煤精准入洗；同时，原煤仓作业环境阴暗潮湿，对常年工作的操作人员身心健康产生不利影响。夜班生产时，操作人员在运转的设备旁通过调节圆环链节数调节煤量时，存在安全隐患。从现场生产实际情况出发，综合考虑机电设备精准控制的需求，更为重要的是现场操作人员的身心健康及人身安全，实现煤仓给煤机自动化控制是该厂当前发展的迫切要求。

2给煤机的自动化改造方案

根据现场生产过程中给煤机存在的诸多问题，通过给煤机加装变频器和可编程控制器PLC实现远程自动化控制，具体的控制过程如下图1所示。根据目前现场生产实际情况，原煤的入洗量主要由控制室根据实时情况通过电话通知现场操作人员进行调配，自动化改造完成后给煤量的控制由控制室掌握，实现集中控制，可以省掉现场人工给煤的环节。具体执行过程是，煤仓给煤机的给煤量调节可在控制室加装变频器增减速按钮进行控制，使用可编程控制器PLC实现变频器的启停，同时，安装频率显示仪监测煤仓给煤机的实时运行情况。给煤机集中控制系统改造完成后具有集控、就地两种工作方式，集控、就地两种方式可在现场控制箱上进行切换。变频器选用MICROMASTER440型，该型变频器采用高性能的矢量控制技术，具备超强的过载能力，工业应用领域广泛。核心工艺采用先进的绝缘栅双极型晶体管作为主要的功率输出器件，具有极高的运行可靠性，可满足多种不同的功能；具有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、电动机过热保护等多种保护特性。给煤量的大小主要通过给煤机下部运输皮带安装的电子秤反馈的煤量数据，通过单台或多台给煤机的频率进行调整，通过改变电机转速调节给煤机的曲柄快慢实现给煤量的及时调整。选用可编程控制器PLC主要实现变频器的启停及给煤机的集中控制。将煤仓所有的给煤机参与主洗集中控制系统，提高设备远程控制能力，减少现场操作人员的劳动强度。施耐德ModiconM340可靠性强，具有较强的抗电磁干扰的能力，更加适合洗煤厂这类复杂的工业环境；反应速度较快，PLC将传统意义上的机械触电继电器替换为内部自定义的辅助继电器，有效节省了节点变位时间；操作方式相对简便，PLC控制技术通过简洁的指令、直观的控制程序完成现场操作，有效避免现场作业人员误操作带来的损失。施耐德ModiconM340实现了给煤机的集中控制，技术先进，运行可靠。自投入使用以来，整个系统运行状态良好，控制程序简单，便于日常维护。在原煤仓下新建配电室，并为给煤机新安装了5套配电柜（4套使用1套备用）和1台PC柜，更换了原煤1号仓到4号仓的15台给煤机。集中控制系统将各个控制分站设置在单个配电点，构成分散型控制系统结构，其最大优势是当某个独立分站出现故障后不会导致整个生产系统发生瘫痪，进一步提高了控制系统的可靠性，尤其适宜空间布置上较为分散、各生产环节又具有独立性的设备群。同时，各独立控制分站具有自主的控制功能，当所属区域设备发生故障后，能够立即触发故障保护，同步将故障信息上传上位机，提高整个系统的响应速度。同时，基于原煤仓下给煤机改造经验，积极总结，针对调度人员控制给煤量不精准的问题，在给煤机旁加装工业（防爆）网络摄像机，对给煤机的给煤量调节过程进行实时监控，以确保给煤机稳定、有效的运行。

3应用效果

（1）节能效果显著。单台给煤机功率为3kW，本次合计改造15台，总功率45kW。按每年12个月，每月30d，电费价格0.5元/(kW.h)计算，每年节电45×12×30×12=194400度，可节约电费194400×0.5=97200元，经济效益显著。（2）给煤量通过控制室人员调节变频器频率来进行实时调节，多台给煤机实现集中统一控制，一旦出现故障可实现联锁停车，可将对设备的损坏降到最低。同时，变频器调速范围较广，操作简便，故障率低，可有效降低设备额外的机械磨损。（3）实现给煤机远程自动化控制。由控制室根据皮带秤的显示量大小，结合配煤比例，通过调节变频器频率进而实现对给煤机转速的调节，减少了现场操作人员的劳动强度，提高作业人员的安全系数。

4结论

通过本次系统的优化改造，施耐德ModiconM340实现了给煤机的集中控制，给煤机的控制系统化繁为简，设备运行更加稳定可靠。根据现场煤仓库存情况自动调控给煤机的给煤量，提高了原煤配洗效率，进而改善该厂的运营效益。自系统投入使用以来，经过现场运行，整个系统运行良好，而且控制程序简单，利于日常维护。

作者：郁洋 单位：东曲选煤厂机电车间