Construction and Application of Intelligent and Informatised Automatic Control System for Coal Slurry Filter Presses

2022/05/25 Category.prescription 684

introductory

煤泥的回收是選煤廠生產的重要環節。煤泥的回收再利用，不僅能提高產品的利用率，還能減少污水的排放，減少對生態環境的破壞。快開壓濾機是選煤廠煤泥回收的常用設備，其自動化控制水平對選煤廠煤泥的回收及選煤廠的正常生產具有重要影響。研究快開壓濾機的自動化控制在現代智能化選煤廠的技術改進和信息化發展,將壓濾機的電氣自動化系統融合到選煤廠智能化統一監控平臺，提高設備的自動化程度和生產效率，方便設備信息釆集分析，對于減少生產過程的故障時間，減少固定崗位操作人員，降低生產成本，具有一定的借鑒意義。

煤泥壓濾機自動控制系統智能化和信息化的建設與應用-板框廂式隔膜壓濾機

1.1壓濾機在選煤廠的應用

選煤廠filter press主要用于煤泥的脫水。工藝流程為：將濃縮池的煤泥用泵輸送至壓濾機攪拌桶，攪拌均勻后，再用泵抽到壓濾機中進行脫水。其脫水原理為：利用壓力泵，將煤泥漿壓入相鄰兩濾板的密閉濾室中，使濾布兩邊形成壓力差，從而實現固液分離的煤泥脫水工作。主要包括頂緊濾板、給料壓濾、松開濾板、拉板卸料4個循環工作過程。這些工作過程都是通過PLC控制裝置來完成的，在壓濾機控制柜上設有觸摸屏和操作按鈕，既能手動操作，也可自動操作。而這些操作都需要崗位人員在現場完成，當壓濾機較多時，崗位人不停的往返各個壓濾機之間，工作繁重。

1.2電氣控制原理

壓濾機的自動化控制系統主要包括操作面板、顯示面板、電氣控制柜等單元。壓濾機的PLC根據檢測到的相關信號和設定的程序進行數據處理后，輸出控制信號。操作面板主要包括：手動、自動、各類設備的啟動按鈕及指示燈。顯示面板主要用來顯示設備的工作狀態、工藝流程和故障報警情況。觸摸屏還有觸控功能，可以對壓濾機進行操控及狀態轉換。電氣控制柜是電氣控制的核心設備，主要包括PLC模塊、變頻器和各類傳感器的輸入信號等。控制系統以微型可編程序控制器PLC為核心，通過各分散輸入輸出模塊實施控制底層執行機構觸摸屏對系統工作進行監控。系統可以分解成4個子系統：主體部分、動力系統、供料系統、擠壓水系統。

2.0快開壓濾機在生產過程中存在的問題

快開壓濾機電控系統及工作程序都是設備生產廠家自主設計的，一般通用性較強，未考慮到選煤廠的具體生產情況，缺乏針對性，不能適應現代智能化選煤廠的發展需求，主要體現在以下幾個方面：

壓濾機的控制器一般選用的都是小型PLC,I/O點數較少，程序比較死板，靈活性差，與上下游設備結合不夠緊密。比如與濃縮車間的底流泵，壓濾車間的攪拌桶、濾液泵、煤泥刮板輸送機、煤泥帶式輸送機等設備無關聯，沒有閉鎖關系。
與壓濾車間的主控制系統無關聯，即沒有接入壓濾車間的集控網絡，兩者之間形成脫節，不能形成閉鎖停機。比如壓濾機下游設備煤泥刮板輸送機故障停機，壓濾機將釆集不到刮板輸送機的運行信號，若繼續工作，將造成刮板輸送機堵料，影響選煤廠的正常工作。
壓濾機控制系統未接入選煤廠工業控制網，大數據平臺采集不到壓濾機的數據信息，相關設備信息無法上傳到信息服務平臺，影響了選煤廠信息化、智能化的發展。

3.0壓濾機電氣控制的智能化、信息化建設

3.1網絡建設

以太網是目前最為廣泛的網絡通訊技術，被廣泛應用到工業控制系統中。將壓濾機PLC控制系統接入到壓濾車間的主控網絡，即將壓濾機的CPU連接到壓濾車間主控網絡的交換機上。即便是不同品牌的PLC,也可以通過增設相應的網關連接到壓濾車間主控網絡上，進而再連接到全廠的工業控制網絡中，便于遠程調度和信息采集。

3.2遠程監控設計

壓濾機PLC與壓濾車間的主站PLC通過以太網連接，兩個底層網絡之間可以相互訪問，數據可以相互傳送。這樣就可以通過編寫相關程序使壓濾機與上下游設備形成完整的閉鎖關系。將壓濾機設為自動模式，還可以在調度室遠程操控壓濾機，實現遠程監控功能，減少了現場的工作崗位。要實現遠程監控功能，需要在兩個PLC上分別編寫相應的程序才能完成。首先在壓濾機的PLC上創建一個中間寄存器，將壓濾機的遠程監控信號、運行狀態信號、故障信號、準備就緒信號等需要上傳的狀態信號存儲到中間寄存器。同時也需要建一定區域的地址來存儲壓濾車間主站PLC傳輸過來的信號，如壓濾機啟停信號、刮板機運行信號等。壓濾機PLC根據接收的遠程指令，執行相應的動作。其次，在壓濾車間的主站PLC上創建同樣的中間寄存器，用來存儲接收的信號和要發送的信號。這樣整個壓濾系統全部貫穿起來，系統的閉鎖關系也就完整了。建立完整的閉鎖關系，可以減少系統故障的發生，進而減少工人的勞動強度。遠程監控中心能夠監測到設備工作狀態，獲取設備異常狀態的報警級別、報警時間和方式,方便發起報警通知；遠程監控中心還可以查詢壓濾機的實時和歷史狀態及報警信息。表和報表，實現整個選煤廠生產過程“有人巡視、無人值守”。

3.3信息化建設

壓濾機PLC控制系統接入廠級工業網絡，數據采集平臺將壓濾機的信息和生產情況自動采集并處理存檔，分析設備運行時間、故障頻次、能耗利用率、工作效率等，并根據這些分析結果來指導生產，提高生產效率，提高能源利用率。采集到的數據根據需要可以以圖表、曲線等方式直觀的顯示出來。壓濾機的智能化、信息化建設完成后，可以實現設備穩定運行，數據可靠傳輸，做到壓濾車間的“就地自動化一遠程自動化一綜合信息化”三級自動化體系，最大限度地實現生產現場的“無人值守，有人巡視”，達到監、管、控一體化及減員增效的目的。信息化的發展，實現選煤廠生產數據的計算機管理，不僅節省了大量的人力物力，而且使生產數據更加準確，使管理效益更加明顯。通過信息集成門戶，實現選煤廠應用系統的集成，提供統一的、一體化的系統應用界面，降低信息系統的應用難度，促進信息的高效利用，提升安全生產管理水平。