朱集东选煤厂密控系统改造

朱集东选煤厂密控系统改造

郭向锋

（淮南矿业集团选煤分公司朱集东选煤厂，安徽淮南232087）

摘要：本文介绍了朱集东选煤厂主洗三产品重介密控系统的改造过程，通过改造实现了密度自动控制，从而实现自动化减人，并由此阐述个人对未来选煤厂自动化发展的浅显看法。

关键词：密度、液位、自动控制、PID控制

1概况

朱集东选煤厂密度控制系统，原设计单系统2台精煤固定脱介弧形筛、1台中煤固定脱介弧形筛筛下共设有3台分流箱，主要技术参数：角行程电动执行机构、输出转矩1000Nm、全行程时间30S、最大分流量300m³。在生产过程中由密控司机（调度员兼密空司机）通过上位机设置每个分流箱的开度，控制分流量。补水点为两点：一是在合介桶上方补加清水；二是在重介旋流器入料预选桶处补价稀介，由操作人员现场手动控制补水。2012-2015年该选煤厂外包加工洗选，由于分流箱使用效果不佳，外包公司对分流箱进行了改造，全部采用阀门控制；另外，合介补水点改为各磁选机精矿清扫水、稀介质补水。密度半自动控制系统彻底变成了手动控制，操作劳动强度较大，且因岗位人员操作素质差异，对产品质量也影响较大。为此需要对密度控制系统进行改造，实现自动控制，减少人员干预。

2改造方案

2.1分流管道改造，多点分流控制，改为一点分流控制。

将分流管由各个分流箱改至脱介筛至合介桶的总管道上，改造前后详见下图，改造后执行机构有原来的三个变成一个，分流点集中为一点，分流有效迅速，为简化自动控制创造条件。

2.2补水点改造，安装自动补水阀门。

将原稀介质补水点废除，在合介泵入料管道上设置新的补水点，安装自动补水阀。改造后合介桶补水点变为磁选机精矿清扫水（该补水点补水量基本恒定）与合介泵入料管两点补水，其中以磁选机精矿清扫水补水为主，合介泵入料管道补水点微调，可迅速有效的调节介质密度。

2.3密度自动控制软件改造

该密度自动控制的主要原理是当密度高时自动补水阀门开启，当液位高时自动分流阀开启，通过两个两个调整即可实现密度自动控制。

将密度和液位自动控制的程序写入上位机，该程序为PID控制原理，使用了logix5000自带的PID语句，通过输入设定参数（内部参数按经验值预先设定），可以以比例、积分、微分计算结果控制执行器控制程序具体参数如下：

其操作参数包括：

ProcessVariable过程量，即需要控制的量；

ControlVariable控制变量，即用户控制阀门的最终值；

PIDMasterLoopPID主回路；

Inholdbit初始化保持位；

InholdValue初始化保持数据；

Setpoint设定点；

Output%显示输出百分率的当前值；

3密度自控系统调试

3.1密度、桶位自动控制联动调试。

密度、桶位自动控制需要全厂设备正常开启的条件下进行。生产状态下：给定高设定值（5个）和低设定值（5个），确定密度自动灵敏度和调整效果。根据生产需要密度设定密度值，自动控制1个生产班，出现异常试验终止。

3.1.1液位控制调试方案

在全厂设备开启后，通过上位机操作画面，把液位控制方式切换到自动控制，在下位机观察，分流阀的控制。如果当前液位控制不需要分流阀动作，可以临时制造系统波动，以观察液位是否能够稳定，比如：生产需要的液位是4.2米，而当前液位也刚好是4.2米，那么可以临时把目标液位调为3.8，这样分流阀就会打开，观察分流阀动作幅度及响应速度和液位稳定时间，据此来判断PID的参数是否合理。在此过程中一步步的来调试参数，按照比例参数-积分参数-微分参数的步骤，依次设定各参数。

3.1.2密度控制调试方案

在全厂设备开启后，通过上位机操作画面，把密度控制方式切换到自动控制，在下位机观察，补水阀的控制。如果当前密度控制不需要补水阀动作，可以临时制造系统波动，以观察密度是否能够稳定，比如：生产需要的密度是1.400，而当前液位也刚好是1.400或小于这个值，那么可以临时把目标液位调为1.350或小于当前实际密度值，这样补水阀就会打开，观察补水阀动作幅度及响应速度和密度稳定时间，据此来判断PID的参数是否合理。在此过程中一步步的来调试参数，按照比例参数-积分参数-微分参数的步骤，依次设定各参数。

3.1.3通过调试，生产过程将液位控制设定为4.0m，密度设定为1.350g/cm³，根据阀门灵敏度情况，确定自动控制趋势设置值，阀门开度趋势与液位和桶位的关系，如下图：

4改造后密度控制系统使用效果追踪

4.1该密度自动控制系统自改造后，出现执行元件分流阀和补水阀开关频繁的问题，造成分流阀门内部机械机构损坏，通过调整D设定范围，消除干扰，该阀门动作频率得以有效解决。最终PID2为调整灵敏度基准，0.01<D≦0.02时，此时闸阀开度上限为30%、开度下限为20%。

4.2投入使用后产品质量较为稳定如下表。

5结语

该密度自动控制系统投入使用后，现场密控岗位人员从频繁的操作中解放出来，大大降低了劳动强度，减少了用工数量，同时产品质量也能得到有效控制，效益显著。

未来选煤厂向着高度自动化、信息化、智能化的方向发展，可以通过对密度控制系统、质量控制系统、生产信息管理系统等由点到面逐步实施，最终达到全面自动化生产水平。

参考文献：

[1]张骎.选煤厂生产系统智能化研究与设计[D].安徽理工大学,2018.