CN104503412A - 一种选煤工艺优化控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选煤工艺优化控制系统及方法，包括：洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备监测系统、光纤环网系统、视频检测系统及综合信息化平台；所述洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备检测系统、视频检测系统及综合信息化平台通过所述光纤环网系统呈环形串联在同一网络上。能及时解决产品质量的不稳定的问题。成功实现工业化和信息化的融合，将为进一步的物联网建设，感知煤矿建设奠定基础。

Description

一种选煤工艺优化控制系统及方法

技术领域

本发明属于选煤工艺领域，具体涉及一种选煤工艺优化控制系统及方法。

背景技术

目前洗煤厂分为原煤集控、水洗、储运三个子系统，并存在以下问题：

1)原煤主站、水洗主站、储运主站三个子系统各自独立，每个子系统拥有自己的调度监控主机通过Modbus Plus与下位机主站连接，下位机主站也通过Modbus Plus与各子系统分站进行数据通讯。各个子系统调度监控主机独立运转、独立调度，无法做到数据共享和信息综合，成为信息孤岛；

2)各子系统在总调度室具有单独的调度监测上位机，数据通过Modbus Plus数据总线传输，现场总线方式传输带宽的不足，导致数据只限于调度室内人员查看，降低了数据的使用效率；

3)原煤主站、水洗主站、储运主站三个子系统只是实现了对生产设备远程控制和状态监测，未将生产设备的过流、过热、振动等异常状况纳入生产自动化综合保护，无法实现故障预警功能，存在一定的安全生产隐患；

4)视频监视采用视频矩阵实现对生产关键节点的视频监控，由于没有将视频信号转换成为数字化视频流信号，导致视频数据无法通过网络进行远程查询监控；

5)关键电机及设备没有实现自动化监测和保护，是生产自动化和信息化的盲区；

6)由于近年煤矿开采面的扩展和加深，煤层地质条件日趋复杂，原煤质量不稳定，杂质增多，洗煤厂原有洗煤工艺已经逐渐不能保证洗煤质量要求。

7)由于缺乏关键工艺节点参数(灰分仪、皮带秤)参考，工人生产单纯依靠经验和感觉，无法保证产品质量的可靠性和稳定性；

8)产品质量重要标准参数—灰分的检测主要依靠实验室手段，测试过程至少需要1个小时，加上数据结果人工流转，致使产品质量输出严重滞后于生产控制环节，造成产品质量波动频繁，给煤矿和集团带来很大经济损失；

9)由于洗煤工艺原煤从车间五楼经过多道工序加工，至车间一层输出，中间经过若干长距离皮带传送，由于没有实现皮带的综合自动化保护，无法快速确定故障点，维修工人手工排除效率低，导致劳动强度大，工作效率低，增加设备停工时间，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的之一是为解决目前选煤系统故障率高及能耗高的难题，提供一种安全，低能耗的选煤工艺优化控制系统及方法。

本发明提供一种选煤工艺优化控制系统，包括：洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备监测系统、光纤环网系统、视频检测系统及综合信息化平台；所述洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备检测系统、视频检测系统及综合信息化平台通过所述光纤环网系统呈环形串联在同一网络上。

进一步的：

所述洗煤控制系统包括：将模糊控制和PID控制结合的复合模糊控制器、灰分仪及上位机，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述皮带保护系统具体包括：皮带跑偏传感器、皮带打滑传感器、机头堆煤传感器、拉绳急停开关及监控主机，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述电机及关键设备监测系统具体包括：电参数模块、温度传感器、震动传感器及电机监测站，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述视频检测系统具体包括：视频采集设备、视频服务器和存储设备，并通过所述光纤环网系统相互连接。

本发明还提供一种选煤工艺优化控制方法，综合信息化平台通过光纤环网系统洗煤控制系统、皮带保护系统和电机及关键设备监测系统监测的数据，并进行控制。

进一步的，所述洗煤控制系统的控制方法具体包括：复合模糊控制器采集并处理灰分仪数据，将所述灰分仪数据转换成数字量通过所述光纤环网系统传至上位机，所述上位机经光纤环网系统进入综合信息化平台，所述综合信息化平台可对洗煤控制系统进行调控。

进一步的，所述复合模糊控制器采集并处理所述灰分仪数据具体包括：

将控制精煤产品灰分值的主要影响因素重介质密度和介质桶液位的主洗分流和加介分流箱阀门开度及蝶阀开度转换成模糊变量，并进行赋初值，将制定的模糊控制规则表以分段形式输入到背景数据块中；

由后朝前判断各道工序的开机状态，采集重介质密度值和介质桶液位值，调用控制程序块，实现对重介选煤系统的精确控制；

采集精煤产品的灰分值，通过模糊PID算法计算，得到重介质密度值，与设定值进行比较并得出偏差，对各个执行机构给出控制信号，实现系统的后续控制。

进一步的：

所述皮带保护系统控制方法具体为：皮带跑偏传感器、皮带打滑传感器、机头堆煤传感器可通过所述光纤环网系统将检测的数据传输至监控主机，所述监控主可控制拉绳急停开关，所述监控主机经光纤环网系统进入综合信息化平台；

所述电机及关键设备监测系统控制方法具体为：电参数模块、温度温度传感器及震动传感器将采集的的三相电压、三相电流、实时功率、功率因数、累计电量、电机温度及水平和垂直振动参数，经光纤环网系统上传至电机监测站，所述电机监测站经所述光纤环网系统进入所述综合信息化平台；

所述视频检测系统控制方法具体为：视频服务器将视频采集设备上传的模拟视频信号经视频服务器自带的解码器解码后转换为可供处理的数字化信号，并存储在存储设备中。

本发明的有益效果在于，使用本发明提供的一种选煤工艺优化控制系统及方法可使生产设备实现自动化，顺利实现整个洗煤过程中的信息传递、过程控制。能及时解决产品质量的不稳定的问题。成功实现工业化和信息化的融合，将为进一步的物联网建设，感知煤矿建设奠定基础。

附图说明

图1所示为本发明系统结构图。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

图1所示为本发明系统结构图。

如图1所示，本发明提供一种选煤工艺优化控制系统，包括：洗煤控制系统100、皮带保护系统200、电机及关键设备监测系统400、光纤环网系统、视频检测系统300及综合信息化平台500；所述洗煤控制系统100、皮带保护系统200、电机及关键设备检测系统400、视频检测系统300及综合信息化平台500通过所述光纤环网系统呈环形串联在同一网络上。

进一步的：

所述洗煤控制系统100包括：将模糊控制和PID控制结合的复合模糊控制器102、灰分仪101及上位机103，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述皮带保护系统200具体包括：皮带跑偏传感器201、皮带打滑传感器202、机头堆煤传感器204、拉绳急停开关203及监控主机205，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述电机及关键设备监测系统400具体包括：电参数模块401、温度传感器402、震动传感器403及电机监测站404，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述视频检测系统300具体包括：视频采集设备301、视频服务器303和存储设备302，并通过所述光纤环网系统相互连接。

本发明还提供一种选煤工艺优化控制方法，综合信息化平台500通过光纤环网系统接收洗煤控制系统100、电机及关键设备监测系统400、皮带保护系统200及视频监测系统300上传的数据，并进行控制。

进一步的，所述洗煤控制系统100的控制方法具体包括：复合模糊控制器102采集并处理灰分仪101数据，将所述灰分仪101数据转换成数字量通过所述光纤环网系统传至上位机103，所述上位机103经光纤环网系统进入综合信息化平台500，所述综合信息化平台500可对洗煤控制系统100进行调控。

进一步的，所述复合模糊控制器102采集并处理所述灰分仪101数据具体包括：

将控制精煤产品灰分值的主要影响因素重介质密度和介质桶液位的主洗分流和加介分流箱阀门开度及蝶阀开度转换成模糊变量，并进行赋初值，将制定的模糊控制规则表以分段形式输入到背景数据块中；

由后朝前判断各道工序的开机状态，采集重介质密度值和介质桶液位值，调用控制程序块，实现对重介选煤系统的精确控制；

采集精煤产品的灰分值，通过模糊PID算法计算，得到重介质密度值，与设定值进行比较并得出偏差，对各个执行机构给出控制信号，实现系统的后续控制。

进一步的：

所述皮带保护系统200控制方法具体为：皮带跑偏传感器201、皮带打滑传感器202、机头堆煤传感器204可通过所述光纤环网系统将检测的数据传输至监控主机205，所述监控主,205可控制拉绳急停开关203，所述监控主机205经光纤环网系统进入综合信息化平台500；

所述电机及关键设备监测系统400控制方法具体为：电参数模块401、温度传感器402及震动传感器403将采集的的三相电压、三相电流、实时功率、功率因数、累计电量、电机温度及水平和垂直振动参数，经光纤环网系统上传至电机监测站404，所述电机监测站404经所述光纤环网系统进入所述综合信息化平台500；

所述视频检测系统300控制方法具体为：视频服务器303将视频采集设备301上传的模拟视频信号经视频服务器303自带的解码器解码后转换为可供处理的数字化信号，并存储在存储设备302中。

使用本发明提供的一种选煤工艺优化控制系统及方法可使生产设备实现自动化，顺利实现整个洗煤过程中的信息传递、过程控制。能及时解决产品质量的不稳定的问题。成功实现工业化和信息化的融合，将为进一步的物联网建设，感知煤矿建设奠定基础。

本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种选煤工艺优化控制系统，其特征在于，包括：洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备监测系统、光纤环网系统、视频检测系统及综合信息化平台；所述洗煤控制系统、皮带保护系统、电机及关键设备检测系统、视频检测系统及综合信息化平台通过所述光纤环网系统呈环形串联在同一网络上。

2.如权利要求1所述的一种选煤工艺优化控制系统，其特征在于：

所述洗煤控制系统包括：将模糊控制和PID控制结合的复合模糊控制器、灰分仪及上位机，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述皮带保护系统具体包括：皮带跑偏传感器、皮带打滑传感器、机头堆煤传感器、拉绳急停开关及监控主机，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述电机及关键设备监测系统具体包括：电参数模块、温度传感器、震动传感器及电机监测站，并通过所述光纤环网系统相互连接；

所述视频检测系统具体包括：视频采集设备、视频服务器和存储设备，并通过所述光纤环网系统相互连接。

3.一种选煤工艺优化控制方法，其特征在于，综合信息化平台通过光纤环网系统接收洗煤控制系统、皮带保护系统和电机及关键设备监测系统监测的数据，并进行控制。

4.如权利要求3所述的一种选煤工艺优化控制方法，其特征在于，所述洗煤控制系统的控制方法具体包括：复合模糊控制器采集并处理灰分仪数据，将所述灰分仪数据转换成数字量通过所述光纤环网系统传至上位机，所述上位机经光纤环网系统进入综合信息化平台，所述综合信息化平台可对洗煤控制系统进行调控。

5.如权利要求4所述的一种选煤工艺优化控制方法，其特征在于，所述复合模糊控制器采集并处理所述灰分仪数据具体包括：

将控制精煤产品灰分值的主要影响因素重介质密度和介质桶液位的主洗分流和加介分流箱阀门开度及蝶阀开度转换成模糊变量，并进行赋初值，将制定的模糊控制规则表以分段形式输入到背景数据块中；

由后朝前判断各道工序的开机状态，采集重介质密度值和介质桶液位值，调用控制程序块，实现对重介选煤系统的精确控制；

采集精煤产品的灰分值，通过模糊PID算法计算，得到重介质密度值，与设定值进行比较并得出偏差，对各个执行机构给出控制信号，实现系统的后续控制。

6.如权利要求3所述的一种选煤工艺优化控制方法，其特征在于：

所述皮带保护系统控制方法具体为：皮带跑偏传感器、皮带打滑传感器、机头堆煤传感器可通过所述光纤环网系统将检测的数据传输至监控主机，所述监控主可控制拉绳急停开关，所述监控主机经光纤环网系统进入综合信息化平台；

所述电机及关键设备监测系统控制方法具体为：电参数模块、温度温度传感器及震动传感器将采集的的三相电压、三相电流、实时功率、功率因数、累计电量、电机温度及水平和垂直振动参数，经光纤环网系统上传至电机监测站，所述电机监测站经所述光纤环网系统进入所述综合信息化平台；

所述视频检测系统控制方法具体为：视频服务器将视频采集设备上传的模拟视频信号经视频服务器自带的解码器解码后转换为可供处理的数字化信号，并存储在存储设备中。