[發明專利]一種選煤工藝優化控制系統及方法

在審

• 申請號: 201410833948.5
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104503412A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 張立華;武玉強;盧立暉;張文仲;安滿林;辛忠玉;李華
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于選煤工藝領域，具體涉及一種選煤工藝優化控制系統及方法。

背景技術

目前洗煤廠分為原煤集控、水洗、儲運三個子系統，并存在以下問題：

1)原煤主站、水洗主站、儲運主站三個子系統各自獨立，每個子系統擁有自己的調度監控主機通過Modbus?Plus與下位機主站連接，下位機主站也通過Modbus?Plus與各子系統分站進行數據通訊。各個子系統調度監控主機獨立運轉、獨立調度，無法做到數據共享和信息綜合，成為信息孤島；

2)各子系統在總調度室具有單獨的調度監測上位機，數據通過Modbus?Plus數據總線傳輸，現場總線方式傳輸帶寬的不足，導致數據只限于調度室內人員查看，降低了數據的使用效率；

3)原煤主站、水洗主站、儲運主站三個子系統只是實現了對生產設備遠程控制和狀態監測，未將生產設備的過流、過熱、振動等異常狀況納入生產自動化綜合保護，無法實現故障預警功能，存在一定的安全生產隱患；

4)視頻監視采用視頻矩陣實現對生產關鍵節點的視頻監控，由于沒有將視頻信號轉換成為數字化視頻流信號，導致視頻數據無法通過網絡進行遠程查詢監控；

5)關鍵電機及設備沒有實現自動化監測和保護，是生產自動化和信息化的盲區；

6)由于近年煤礦開采面的擴展和加深，煤層地質條件日趨復雜，原煤質量不穩定，雜質增多，洗煤廠原有洗煤工藝已經逐漸不能保證洗煤質量要求。

7)由于缺乏關鍵工藝節點參數(灰分儀、皮帶秤)參考，工人生產單純依靠經驗和感覺，無法保證產品質量的可靠性和穩定性；

8)產品質量重要標準參數—灰分的檢測主要依靠實驗室手段，測試過程至少需要1個小時，加上數據結果人工流轉，致使產品質量輸出嚴重滯后于生產控制環節，造成產品質量波動頻繁，給煤礦和集團帶來很大經濟損失；

9)由于洗煤工藝原煤從車間五樓經過多道工序加工，至車間一層輸出，中間經過若干長距離皮帶傳送，由于沒有實現皮帶的綜合自動化保護，無法快速確定故障點，維修工人手工排除效率低，導致勞動強度大，工作效率低，增加設備停工時間，降低了生產效率。

發明內容

本發明的目的之一是為解決目前選煤系統故障率高及能耗高的難題，提供一種安全，低能耗的選煤工藝優化控制系統及方法。

本發明提供一種選煤工藝優化控制系統，包括：洗煤控制系統、皮帶保護系統、電機及關鍵設備監測系統、光纖環網系統、視頻檢測系統及綜合信息化平臺；所述洗煤控制系統、皮帶保護系統、電機及關鍵設備檢測系統、視頻檢測系統及綜合信息化平臺通過所述光纖環網系統呈環形串聯在同一網絡上。

進一步的：

所述洗煤控制系統包括：將模糊控制和PID控制結合的復合模糊控制器、灰分儀及上位機，并通過所述光纖環網系統相互連接；

所述皮帶保護系統具體包括：皮帶跑偏傳感器、皮帶打滑傳感器、機頭堆煤傳感器、拉繩急停開關及監控主機，并通過所述光纖環網系統相互連接；

所述電機及關鍵設備監測系統具體包括：電參數模塊、溫度傳感器、震動傳感器及電機監測站，并通過所述光纖環網系統相互連接；

所述視頻檢測系統具體包括：視頻采集設備、視頻服務器和存儲設備，并通過所述光纖環網系統相互連接。

本發明還提供一種選煤工藝優化控制方法，綜合信息化平臺通過光纖環網系統洗煤控制系統、皮帶保護系統和電機及關鍵設備監測系統監測的數據，并進行控制。

進一步的，所述洗煤控制系統的控制方法具體包括：復合模糊控制器采集并處理灰分儀數據，將所述灰分儀數據轉換成數字量通過所述光纖環網系統傳至上位機，所述上位機經光纖環網系統進入綜合信息化平臺，所述綜合信息化平臺可對洗煤控制系統進行調控。

進一步的，所述復合模糊控制器采集并處理所述灰分儀數據具體包括：

將控制精煤產品灰分值的主要影響因素重介質密度和介質桶液位的主洗分流和加介分流箱閥門開度及蝶閥開度轉換成模糊變量，并進行賦初值，將制定的模糊控制規則表以分段形式輸入到背景數據塊中；

由后朝前判斷各道工序的開機狀態，采集重介質密度值和介質桶液位值，調用控制程序塊，實現對重介選煤系統的精確控制；

采集精煤產品的灰分值，通過模糊PID算法計算，得到重介質密度值，與設定值進行比較并得出偏差，對各個執行機構給出控制信號，實現系統的后續控制。

進一步的：