引言

壓濾機是選煤廠煤泥水處理的重要設備，現(xiàn)階段選煤廠采用的壓濾機多是單臺已實現(xiàn)自動化控制，現(xiàn)場布置有多臺壓濾機時往往需要安排多名作業(yè)人員控制壓濾機運行，壓濾機煤泥脫水及生產(chǎn)效率均不能有效保證。因此，實現(xiàn)多臺壓濾機智能化控制對提升選煤廠生產(chǎn)線效率具有重要意義。山西某選煤廠經(jīng)過2次改造，洗選能力擴展至600萬ｔ/ａ，壓濾環(huán)節(jié)需要多名作業(yè)人員進行看守，不僅勞動效率低，而且強度大，文中以該選煤廠為研究背景，根據(jù)現(xiàn)場實際情況提出一種智能壓濾控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對臺壓濾機智能控制，有效提升了選煤廠壓濾環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率，現(xiàn)場應用效果顯著。

選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀

該選煤廠經(jīng)過兩次改造，洗選能力從300萬ｔ/ａ提升至600萬ｔ/ａ，選煤廠共布置有12臺隔膜壓濾機，均為單機控制方式，現(xiàn)場通過控制柜操控壓濾機運行。在壓濾機補料環(huán)節(jié)中現(xiàn)場作業(yè)人員需要時刻觀察濃縮池內(nèi)清水層層位、入料筒液位，并通過對講機詢問濃縮機運行情況，操作人員手動控制低流泵開閉；在壓濾機進料環(huán)節(jié)中現(xiàn)場作業(yè)人員需要根據(jù)壓濾機濾液水滴來判定是否結(jié)束進料；在卸料環(huán)節(jié)需要根據(jù)刮板輸送機運送能力來決定是否卸料；在煤泥運送環(huán)節(jié)，需要進行巡視確保設備正常運行。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，壓濾系統(tǒng)一直處于高負荷運行狀態(tài)，在整個壓濾環(huán)節(jié)需要安排６名作業(yè)人員進行值守，勞動強度大、自動化控制程度低成為影響選煤廠壓濾系統(tǒng)高效運行的重要因素。

智能壓濾控制系統(tǒng)設計

總體結(jié)構(gòu)壓濾機生產(chǎn)是一個循序漸進的過程，具體涉及補料、進料、卸料以及停機運行等過程，因此設計的智能壓濾控制系統(tǒng)包括４個獨立控制模塊。每個控制模塊均具備獨立的控制、處理以及設備管理及維護等功能，同時相互協(xié)調(diào)，同時實現(xiàn)單臺壓力機自動化運行、多臺壓濾機平衡運行等功能。智能壓濾系統(tǒng)采用ＰＬＣ本地控制及遠程控制相結(jié)合的方式，信號通過無線方式傳輸，具體結(jié)構(gòu)包括服務器、ＰＬＣ、智能終端、無線傳輸網(wǎng)絡以及監(jiān)測儀表等。單臺壓濾機開機運行后，運行參數(shù)通過Ｍｏｄｂｕｓ/ＴＣＰ協(xié)議傳輸至服務器內(nèi)，現(xiàn)場布置的各類監(jiān)測儀表監(jiān)測結(jié)果通過ＰＬＣ傳輸至服務器內(nèi)，現(xiàn)場作業(yè)人員通過智能移動終端根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需要對運行參數(shù)進行調(diào)整，后臺服務器綜合分析采集到的壓濾機運行、作業(yè)人員設定參數(shù)，采用控制單元算法控制ＰＬＣ運行，并向智能終端反饋控制結(jié)果。

智能壓濾控制系統(tǒng)實施

自動補料壓濾機上游設備為濃縮機，需要根據(jù)壓濾機供液，同時壓濾機運行時也應兼顧整個壓濾系統(tǒng)負荷情況，及時處理補充的高濃度低流。因此，設計的壓濾機自動補料系統(tǒng)通過監(jiān)測上游濃縮機電動機電流、澄清層高度，來控制低流泵運行向各個入料筒供液并監(jiān)測入料筒液位，并通過移動終端可控制任意低流泵運行，從而實現(xiàn)壓濾系統(tǒng)補料自動化控制。

自動結(jié)束進料

單臺壓濾機生產(chǎn)方式有手動、自動兩種控制方式，在自動控制模式下作業(yè)人員需要根據(jù)自身經(jīng)驗來判定是否結(jié)束進料，整個控制過程中人為因素影響較為明顯，嚴重依賴操作人員自身經(jīng)驗。因此，設計了自動結(jié)束進料控制單元，通過現(xiàn)場布置的各類監(jiān)測設備獲取大量的生產(chǎn)。數(shù)據(jù)，得到壓濾機入料泵在進料時的電流變化情況所示，依據(jù)歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)并經(jīng)后臺服務器邏輯運算，將最終決定的指令傳輸給ＰＬＣ，實現(xiàn)壓濾機進料自動結(jié)束。

自動卸料

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臺壓濾機，壓濾機煤泥收集刮板（一臺壓濾機對應一部煤泥收集刮板）、轉(zhuǎn)載刮板（６臺壓濾機共用一部轉(zhuǎn)載刮板）將壓濾后的煤泥運送至皮帶輸送機。由于壓濾機數(shù)量較多，而轉(zhuǎn)載刮板運量不能滿足多臺壓濾機產(chǎn)生的煤泥運送需要，因此設計了壓濾機自動卸料控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運行控制環(huán)如圖６所示，作業(yè)人員可通過智能終端選擇卸料壓濾機，控制系統(tǒng)通過監(jiān)測壓濾機運行狀態(tài)并與預先設定條件進行比對，通過卸料控制單元邏輯運算，最終將控制結(jié)果傳輸給壓濾機ＰＬＣ，從而實現(xiàn)多臺壓濾機自動排隊卸料，在滿足生產(chǎn)的同時運送的煤泥量也不會超過轉(zhuǎn)載刮板運送能力。

閉鎖控制

單元壓濾系統(tǒng)作業(yè)流程為線性，下游設備（如刮板輸送機、皮帶輸送機等）出現(xiàn)異常時，上游壓濾設備必須停止運行。壓濾機刮板受壓濾機ＰＬＣ控制，同時也受選煤系統(tǒng)ＰＬＣ控制，在雙重控制下刮板輸送機可以往不同的帶式輸送機上運輸煤泥，采用的閉鎖裝備也有差異。因此，設計壓濾系統(tǒng)閉鎖控制系統(tǒng)，將選煤系統(tǒng)、壓濾機ＰＬＣ控制信號相互通信，從而實現(xiàn)不同控制方式下的控制裝置相互閉鎖，如壓濾機ＰＬＣ控制時，選煤系統(tǒng)ＰＬＣ閉鎖無法對刮板輸送機進行控制，反之亦然。

現(xiàn)場實施效果

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月正式投入運行，迄今為止已經(jīng)平穩(wěn)運行８個月，應用效果顯著。通過采用智能壓濾控制系統(tǒng)將現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量由６人減少至３人，并顯著降低了作業(yè)人員勞動強度；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，取得顯著應用效果。

總結(jié)

（１）選煤廠原壓濾機單臺自動化控制，需要安排專人進行補料、巡查設備等，作業(yè)人員勞動強度大，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)實現(xiàn)對選煤廠內(nèi)多臺壓濾機進行智能控制，作業(yè)人員通過智能終端即可掌握各臺壓濾機運行狀態(tài)，并通過智能終端控制壓濾機運行，實現(xiàn)了多臺壓濾機自動化運行。

（３）現(xiàn)場應用實踐表明，壓濾智能控制系統(tǒng)運行后現(xiàn)場作業(yè)人員由６名減少至３名，壓濾機生產(chǎn)效率提升１５％以上，月可以減少煤泥外流量約３ｔ，取得顯著應用效果。