什么叫自动控制?答:自动控制是指不用操作人员或者值班人员的介入便能实现装置和机械设备的部分或全部控制的设备装置。
什么叫手动控制?答:手动控制是指由操作人员的人为动作控制设备的运行,它与自动控制动作相反。
什么叫集中控制?答:集中控制是指集中在某一中心位置控制若干个设备的控制。
什么叫就地控制?答:就地控制是指操作人员在接近动力源的地方控制设备。
3.1控制逻辑所有设备分为主洗设备,和非主洗设备,两种设备分别以各自独立的方式进行控制。
控制方式分为:集控方式、非集控方式。
●集控模式,可以进行所有设备的集中控制,按启车和停车顺序自动依次启停设备(启停车顺序见附录一)。
●非集控模式,所有设备单独启停。
分为远程、就地模式,和闭锁、解锁模式。
远程模式由计算机控制设备的启停,就地模式由现地箱控制设备的启停。
闭锁模式按闭锁模式闭锁,解锁模式可以单独控制,没有闭锁关系。
如下综合自动化系统的发展与应用是近年来国内现代化大型选煤厂的一个突出特点,以工控机和可编程控制器为硬件核心、计算机信息管理、优化和控制为软件核心的综合系统成为选煤厂综合自动化的典型模式。
综合自动化系统涵盖了设备和生产工艺过程的监视、保护和报警、生产工艺参数的检测和调节、生产设备集中控制以及选煤厂计算机信息管理与优化等内容。
贺西矿选煤厂综合自动化系统主要由以下几部分组成:1、集中控制系统及主要生产环节自动控制子系统即单机过程控制系统。
单机过程控制系统包括:(1)重介工艺参数自动测控子系统(含煤泥重介);(2)水池液位控制子系统;选煤厂工艺系统设备的集中控制系统采用集散式网络结构,包括5个智能I/O分站。
智能I/O分站为:(1)原煤准备系统I/O分站;(2)重介系统I/O分站;(3)浮选系统I/O分站;(4)浓缩压滤车间I/O分站;(5)产品运输I/O分站。
2、基于PLC控制网络的上位计算机监控系统,可实时监视各控制系统画面,向上发送有关数据并接收有关指令,向下发送控制指令。
3、物流的计质计量系统。
4、工业电视监控及生产调度通讯系统。
三、综合自动化控制的应用1、选煤厂集中控制系统选煤工业属于典型流程工业,按照工艺要求, 实现逆煤流顺序启车和顺煤流顺序停车控制, 事故或故障发生时顺序停车控制, 以及紧急停车控制等操作。
根据不同的产品要求对多种参控设备可以实现调度室集中控制或就地控制,且能实现就地与集控之间的无扰动转换。
选煤厂集中控制的主要特点包括:(1)参控设备中的一备一用设备可以在线实现起、停,所有设备均需设有现场就地紧急停车功能,设置起、停车预警信号及事故报警。
(2)集控运行状态下,司机只能参与就地停车,不能参与起车。
(3)每台设备均设有禁起开关,开关打到禁起位置时,集控开车时不能使本台设备起车。
(4)设备控制一般分为就地和集中控制两种,且两种方式应实现就地与集控之间的无扰动转换,即集控开车时,如系统内某一设备有故障,在故障较小,很快就能处理完毕且恢复正常生产时,应不能影响设备原来的运行状态。
重介质选煤工艺对自动控制的依赖性强,便于集中控制设备起、停,实现设备的集中控制,目前大部分现代化选煤厂都实现了集中控制功能。
选煤厂集中控制是指对选煤系统中有联系的生产机械按照规定的程序在集中控制室内进行启动、停止或事故处理的控制。
我国选煤厂集中控制系统的类型大体经过了以下几个发展过程:(1)继电器-接触器集中控制系统;(2)无触点逻辑元件集中控制系统;(3)矩阵式顺序控制器控制系统;(4)一位计算机集中控制系统;(5)可编程序控制器(PLC)控制系统。
贺西矿选煤厂计算机集中控制系统采用高可靠性的可编程序控制器(简称PLC)为控制主机的分布式网络系统结构,这种系统网络距离可达到数千米。
由5个智能I/O分站和若干检测仪表及传感器组成。
PLC监控主机是整个生产控制系统的控制中心,除了对整个生产系统进行程序控制外,采用网络电缆或光缆将各智能I/O分站和2个独立的单机过程控制子系统分站与监控主机相连,构成PLC特有的工业网,以网络数据传输的方式实现对各级的控制和信息交换。
PLC主站、分站通过工业现场网络进行数据通讯。
系统采用西门子公司的TIA全集成自动化系统。
该系统在我国大、中型选煤厂控制系统中多有采用。
控制系统所有现场控制站和远程控制站都采用了德国SIEMENS公司的S7-400系列自动化产品,具有很高的处理能力。
选煤厂系统控制方式为集中联锁和就地解锁。
工艺系统的所有机电设备全部纳入集控,对煤流线上的参控设备进行集中联锁控制,对不参控设备进行远程控制或就地解锁控制。
3、重介工艺参数自动测控系统重介工艺参数自动测控子系统作为独立子系统,与5个智能I/O分站共同组成车间控制级网络,可实现各生产系统设备的控制、检测和对重要生产工艺参数的实时检测和调节,该系统采用MPI多节点通信方式。
为实现在线检测、监视及稳定控制重介质选煤过程中的工艺参数,保证重介质选煤过程的分选效果和提高生产管理水平,选煤厂选用了DMAC-Ⅱ型重介工艺参数自动测控系统。
DMAC-Ⅱ型重介工艺参数自动测控系统是由各种传感器仪表、工业控制机系统、PLC、执行机构等组成。
该系统主要功能包括:(1)实现原煤合格介质悬浮液密度自动测量及控制,密度控制精度为:设定值±0.005g/cm3;(2)实现合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测与煤泥含量的稳定控制,测控范围满足工艺生产要求;(3)实现合格介质桶液位的自动检测和超限报警;(4)实现原煤重介质旋流器入口压力自动测量及超限报警;(5)计算机系统实现重介质选煤工艺各种工艺参数的实时采集、监视、记录;煤泥含量及其PID控制算法的计算、历史生产数据查询、打印报表、以及与上位机通讯等功能;(6)具有手动/自动两种控制方式。
由合格介质悬浮液密度自动测控、合格介质桶液位自动测控、分流箱分流回路控制、三产品旋流器入口压力恒压控制、煤泥重介旋流器入口压力自动控制和浓缩机底流泵变频调速控制共同组成了典型重介选煤过程参数控制系统。
其中合格介质密度的自动控制是重介选煤的最重要的一个控制参数,密度的稳定与精确控制,直接关系到精煤质量的稳定。
介质配备系统由人工添加,在介质泵出口管道上加一台密度计,桶上方管处加一电动门,以方便操作,人工加介时可通过泵打循环来测定介质密度,由密度计进行测定,待介质密度达到要求时停止加介;分选时,由合格介质桶通过介质泵将悬浮液打到三产品重介质旋流器,此时介质密度由密度计进行测定,如介质密度大于分选密度,通过控制系统控制调节阀加水,以降低密度,添加水量由控制系统自动控制,保证密度的稳定与符合要求。
如介质密度低于分选密度,可通过调节分流以加大进入稀介桶的量,通过磁选机选后进入合格介质桶,以提高合格介质桶的密度,保证密度符合分选要求。
二、重介质选煤重介质选煤:在重介质悬浮液(简称介质)中按煤和矸石在密度上的差别进行选煤。
有效分选>0.25mm 的煤粒。
重力分层——浮沉试验 氯化锌—浮沉试验(重力分层)磁铁矿粉—重介质悬浮液(水+磁铁矿粉+煤泥)1.无压给料三产品重介质旋流器离心力比重力大几十倍,提高处理能力在旋流器内的离心力作用下,物料按密度分层,大于介质密度的重产物趋向于旋流器器壁旋转,小于介质密度的轻产物趋向旋流器中心运动。
不同密度的产物从各自排料口分离出去。
(1)为什么能用单一低密度的重介质,分离出纯矸石来?答:① 在第一段旋流器内,由于离心力的作用,大量的、较粗的磁铁矿粉趋于旋流器的器壁运动,大量的水趋向于旋流器中心运动,到了第二段旋流器,介质密度增高,可达 1.8kg/L 左右。
② 借助第一段旋流器的剩余压力,在第二段旋流器内还能保持足够的离心力场。
>1.8kg/L 矸石精煤中煤矸石无压给料原料煤密度第二段圆筒--圆锥形旋流器(2)为什么第一段旋流器是圆筒形的?第二段是圆筒—圆锥形的?答:圆筒形的旋流器内,旋转的重介质密度分布均匀,有利于保证精煤质量。
圆筒—圆锥形的旋流器内,在圆锥部分,介质密度大,有利于分选于纯矸石。
(3)为什么第一段旋流器直径大?第二段直径小?答:第一段直径大可以保证处理量,第二段直径小,可以保持适当的离心加速度。
三、重介工艺参数自动测试和控制DMAC-Ⅱ型重介工艺参数自动测控系统组成示意图1. 合格介质密度的控制介质密度高于给定值→精煤灰分高介质密度低于给定值→精煤灰分低由同位素密度计测量合格介质密度(测量值),由操作人员通过操作台上电位器确定给定值。
在正常生产时合格介质密度呈上升趋势(选煤是缺水过程)。
补加水管道上设置电动一体阀,调节阀门开度就可以控制补加水量。
当测量值>给定值:测控系统开大阀门→补加水量加大→介质密度下降当测量值=给定值:测控系统阀门不变当测量值<给定值:测控系统关小阀门→补加水量减小→介质密度上升2. 分流量测控重介质悬浮液中煤泥含量20%~40%煤泥含量低→悬浮液不稳定煤泥含量高→影响分选效果,增加介耗1—三产品重介质选流器; 2—弧形筛; 3—分流箱; 4—磁选机; 5—合格介质桶; 6—介质泵; 7—同位素密度计; 8—磁性物含量计; 9—电动一体阀; 10—电动角行程执行器; 11—超声波液位计;12—压力变送器。
3. 合格介质桶液位检测超声波液位计超限报警。
液位过高时→多打分流液位过低时→多加介质液位过高(由加水,加介引起),停产时旋流器管道回流,合格介质桶溢流,介耗增加。
液位过低,旋流器工作压力不能保证。
4. 旋流器重介质入口压力检测压力突增的原因:旋流器堵塞。
压力突减的原因:管道、旋流器跑漏;合格介质桶液位过低。
a. 密度计的准确度校验同位素密度计是用于检测合格介质的,它是由放射源室、探测器、主机三部分组成。
其本身的测量同位素密度计测得介质密度值磁性物含量计测得磁性物含量工业控制计算机计算出煤泥量与操作台上的煤泥量给定值相比较电动角行程执行器分流箱挡板角度调整合格介质到磁选机的数量精度可达0.5%,它的工作原理是同位素射源发射出γ射线光子穿过管道中的介质,被介质中的原子散射或吸收而产生衰减。
衰减程度与介质密度相关,介质密度愈大,γ射线衰减愈多,衰减程度遵循指数定律。
该仪表为非接触式测量方式, 探测器安装在工业管道和设备外面, 不受物料的粘稠、腐蚀、高温、高压、磨损等恶劣条件的影响, 长期运行稳定可靠, 经久耐用。
密度计是否精确直接影响控制效果,因此在测控系统投入运行前一定要对密度计进行现场标定及准确度的校验。
一般采用两点标定法。
即首先将工艺管道中充满清水(亦可用空管道作为此参考点),仪表接通电源,打开射源,观察表盘上显示的计数率,待相对稳定后记下一组数据做算术平均,即清水的计数率;然后在正常生产的情况下,管道内充满介质,当计数率在一段时间内相对稳定时,表明所测介质密度变化不大,可立即对所测介质进行人工取样,为减少误差可连续取几个试样分别测定计算出密度的平均值,作为取样密度值。