CN206824006U - 一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，包括介质密度主控制系统和监控主机，介质密度主控制系统包括PLC控制分站、密度传感器、磁性物传感器、液位传感器、加水调节阀、水泵控制模块和分流控制机构，加水调节阀、密度传感器和磁性物传感器均安装在连接合介桶与合介泵的介质管道上，液位传感器安装在合介桶内，分流控制机构设置在分流箱下方，密度传感器、磁性物传感器和液位传感器均与PLC控制分站相接，PLC控制分站与监控主机相接，PLC控制分站还与加水调节阀、水泵控制模块和分流控制机构相接。本实用新型克服人为调节密度和控制煤泥含量无法实现准确性、快速性的缺陷，减轻了劳动强度，提高了原煤洗出率。

Description

一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统

技术领域

本实用新型属于重介质选煤技术领域，具体涉及一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统。

背景技术

从矿井中开采出来的原煤，不可避免地含有矸石和煤粉(煤泥)。为了提高煤炭的质量和利用率，需要从原煤中分离出精煤和矸石并去除煤泥。在物理技术中，原煤的洗选方法主要有跳汰法、重介质法和浮选法。其中重介质洗选工艺是利用阿基米德原理，用磁铁矿粉为原料配制重介质悬浮液，使其密度介于煤和矸石之间，利用重力的作用使煤和矸石等杂质分离。由于介质流是一个开放的、有多个分支的循环过程，介质密度受合介桶的液位和密度、分流比例、煤泥含量等多种因素的影响，造成洗煤过程中介质密度的波动，影响精煤的质量和原煤的洗出率，所以保持介质密度的稳定对于提高选煤厂的生产效率和企业效益有着十分重要的意义。

浅槽重介质选煤工艺中的介质循环为：由磁铁矿粉和水配制好的重介质悬浮液被储存在合(格)介桶1中，洗选开始后由合介泵2通过管道将介质泵入浅槽分选机3，然后将原煤送入浅槽分选机3；在浅槽分选机3中，原煤在介质浮力、上升流和水平流的共同作用使精煤浮起并进入固定筛4，再经过固定筛4进入精煤脱介筛5，矸石从浅槽分选机3的下部进入矸石脱介筛6；在精煤脱介筛5和矸石脱介筛6的前段合介H(合格介质)经分离返回到合介桶1，后段经过喷水脱介分别得到精煤和矸石，同时产生合介和水的混合物，即稀介X，稀介进入稀介桶7；从固定筛4分离出的合介进入分流箱9，可以根据需要将该介质流分流到合介桶1、及通过分流控制机构10将该介质流分流到稀介桶7；稀介桶7中的介质经过介质回收装置8将磁铁矿粉分离出来并送回到合介桶1中，煤泥外排。

在循环过程中，介质通过固定筛4和精煤脱介筛5、矸石脱介筛6返回到合介桶1中，被煤和矸石带走的合介需要冲洗回收，经过介质回收装置8回收的磁铁矿粉被送回到合介桶1中。在介质的循环过程中，由于介质的分流与损失，造成介质密度的波动。在浅槽分选机3分离煤和矸石的过程中，原煤中的煤粉以煤泥的形式留在了介质中。煤泥含量太低，合介悬浮液的粘度不够，介质容易浓缩，造成洗出精煤灰分偏高；煤泥含量太高，不利于精煤与矸石的分层，并会增加介质损耗，因此要将介质中的煤泥含量控制在适当的范围内。为了保持介质密度的稳定，人工控制的方法要么给合介桶1中补水，使密度下降；要么加入磁铁矿粉使密度增加，不能做到密度控制的实时性和准确性。在正常过程中，介质中的煤泥含量是一个增加的过程，为了减小煤泥含量将其控制在合适的范围内，采用人工控制，通过介质回收装置8将磁铁矿粉和煤泥分开，并将进入分流箱9的介质流分流到合介桶1、及通过分流控制机构10将该介质流分流到稀介桶7中，这种方式同样不能保证煤泥含量控制的准确性和实时性。

当回收的磁铁矿粉返回到合介桶中，造成介质密度的上升，可以通过加水的方法使密度下降，密度的变化如果通过密度传感器实时检测，加水量的多少通过给定密度和检测(实际)密度进行比较，构成密度的闭环控制，以实现介质密度的稳定性。介质中煤泥的含量可以根据磁性物的含量值和介质密度值通过计算获得，然后该值和煤泥含量的给定值进行比较，构成煤泥含量的闭环控制，将煤泥含量控制在合适的范围内。介质密度和煤泥含量的读取与控制可以利用PLC控制分站来实现。

介质密度和煤泥含量给定值的设定可以通过监控主机来实现，同时通过监控主机可以实时监测介质密度自动控制系统的运行状态，确保生产过程的稳定运行。为此，设计一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统对本领域技术人员来说是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其克服人为调节密度和控制煤泥含量无法实现准确性、快速性的缺陷，大大减轻了劳动强度，提高了原煤的洗出率和精煤的质量以及企业的效益。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：包括介质密度主控制系统和监控主机，所述介质密度主控制系统包括PLC控制分站、密度传感器、磁性物传感器、液位传感器、加水调节阀、水泵控制模块和分流控制机构，所述加水调节阀、密度传感器和磁性物传感器均安装在连接合介桶与合介泵的介质管道上，所述加水调节阀、密度传感器和磁性物传感器依次设置，且密度传感器用于检测介质管道内介质的密度、磁性物传感器用于检测介质管道内介质中磁性物的含量，所述加水调节阀设置在靠近合介桶处，所述液位传感器安装在合介桶内且用于检测合介桶内介质的液位值，所述水泵控制模块与合介泵相接且用于控制合介泵的启停，所述分流控制机构设置在分流箱的下方且能够根据需要将介质分流到稀介桶内，所述密度传感器、磁性物传感器和液位传感器均与PLC控制分站相接且密度传感器、磁性物传感器和液位传感器均将采集的信号传递给PLC控制分站，所述PLC控制分站通过1#以太网交换机和2#以太网交换机与监控主机相接且PLC控制分站接收监控主机的控制命令及介质密度参数，所述PLC控制分站还与加水调节阀、水泵控制模块和分流控制机构均相接且根据接收的监控主机的控制命令及介质密度参数来控制加水调节阀、水泵控制模块和分流控制机构动作。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制分站包括控制器模块、模拟量输入模块、开关量输入/输出模块、模拟量输出模块和以太网通信模块，所述模拟量输入模块、开关量输入/输出模块、模拟量输出模块和以太网通信模块均与控制器模块相接，所述模拟量输入模块与密度传感器、磁性物传感器和液位传感器均相接且密度传感器、磁性物传感器和液位传感器均将采集的信号通过模拟量输入模块传输给控制器模块，所述开关量输入/输出模块与水泵控制模块和合介泵均相接且开关量输入/输出模块将合介泵的运行状态输入到控制器模块，所述模拟量输出模块与加水调节阀和分流控制机构均相接且由模拟量输出模块向加水调节阀和分流控制机构发出控制信号，所述以太网通信模块与2#以太网交换机相接，所述2#以太网交换机与1#以太网交换机相接，所述1#以太网交换机还与监控主机相接。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述分流控制机构为电动闸门，所述加水调节阀为电动调节阀。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述密度传感器为RYC-3000压差式密度传感器，所述磁性物传感器为型号是HJM-LED-DN200的磁性物传感器。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述模拟量输入模块采用型号为1769-IF4的模拟量输入模块，所述模拟量输出模块采用型号为1769-OF4的模拟量输出模块。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述水泵控制模块采用型号为MH240-37K～110K的水泵控制模块，所述开关量输入/输出模块采用型号为1769-IQ6XOW4的开关量输入/输出模块。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述控制器模块为型号是1768-L43CompactLogix的控制器。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制分站选用美国罗克韦尔的AB系列1768CompactLogix系统。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述以太网通信模块采用型号为1768-ENBT的以太网通信模块。

上述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述1#以太网交换机和2#以太网交换机均为研华EKI-7554SI交换机，所述监控主机为研华IPC-610H监控主机。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型在泵入浅槽洗选机的介质管路上装设密度传感器和磁性物传感器，用于实时检测重介质的介质密度和介质中磁性物的含量，并由此可以计算出介质中的煤泥含量。

2、本实用新型根据密度传感器检测的实时介质密度和给定的介质密度的差值，由PLC控制分站通过加水调节阀对介质密度进行闭环控制，以达到控制介质密度的稳定性；由密度传感器检测出的实时介质密度值和磁性物含量值可以计算出介质中的煤泥含量，用其和给定的煤泥含量进行比较，由PLC控制分站通过分流控制机构对介质中的煤泥含量进行闭环控制，使介质中的煤泥含量稳定在一定的范围内。

3、本实用新型通过在泵入浅槽洗选机的介质管路上装设加水调节阀，用于根据控制要求给介质流中加入适量的水流，以改变介质的密度。

4、本实用新型通过在合介桶内安装用于检测合介桶内介质液位值的液位传感器，由检测出合介桶的液位值，一方面可以确保介质在其循环系统正常循环；另一方面，当系统停止运转时所有介质进入合介桶而不会造成溢出的控制依据。

5、本实用新型通过在洗选车间内设置PLC控制分站，它可以通过工业以太网和监控主机进行通信，即接收监控主机的控制命令和上传介质密度主控制系统的运行状态与参数，并进行实时显示，还可以根据控制指令与参数实现介质密度主控制系统的自动运转。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用原理图。

附图标记说明:

1—合介桶；2—合介泵；3—浅槽分选机；

4—固定筛；5—精煤脱介筛；6—矸石脱介筛；

7—稀介桶；8—介质回收装置；9—分流箱；

10—分流控制机构；11—PLC控制分站；12—控制器模块；

13—模拟量输出模块；14—模拟量输入模块；

15—开关量输入/输出模块；16—以太网通信模块；

17—密度传感器；18—磁性物传感器；19—加水调节阀；

20—水泵控制模块；21—监控主机；22—1#以太网交换机；

23—2#以太网交换机；24—液位传感器；25—介质管道。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括介质密度主控制系统和监控主机21，所述介质密度主控制系统包括PLC控制分站11、密度传感器17、磁性物传感器18、液位传感器24、加水调节阀19、水泵控制模块20和分流控制机构10，所述加水调节阀19、密度传感器17和磁性物传感器18均安装在连接合介桶1与合介泵2的介质管道25上，所述加水调节阀19、密度传感器17和磁性物传感器18依次设置，且密度传感器17用于检测介质管道25内介质的密度、磁性物传感器18用于检测介质管道25内介质中磁性物的含量，所述加水调节阀19设置在靠近合介桶1处，所述液位传感器24安装在合介桶1内且用于检测合介桶1内介质的液位值，所述水泵控制模块20与合介泵2相接且用于控制合介泵2的启停，所述分流控制机构10设置在分流箱9的下方且能够根据需要将介质分流到稀介桶7内，所述密度传感器17、磁性物传感器18和液位传感器24均与PLC控制分站11相接且密度传感器17、磁性物传感器18和液位传感器24均将采集的信号传递给PLC控制分站11，所述PLC控制分站11通过1#以太网交换机22和2#以太网交换机23与监控主机21相接且PLC控制分站11接收监控主机21的控制命令及介质密度参数，所述PLC控制分站11还与加水调节阀19、水泵控制模块20和分流控制机构10均相接且根据接收的监控主机21的控制命令及介质密度参数来控制加水调节阀19、水泵控制模块20和分流控制机构10动作。

本系统针对在重介质选煤过程中，根据煤和矸石的密度差异设定洗选所用的重介质密度，然后实时监测洗选过程中重介质密度的变化并自动控制，使重介质维持在设定的密度值上。密度传感器17和磁性物传感器18均位于合介桶1下方的介质管道25上，密度传感器17用于检测由合介泵2泵入浅槽分选机3内重介质的密度，磁性物传感器18用于检测重介质中磁性物的含量，根据磁性物的含量值和介质密度值，可以计算出介质中煤泥的含量，是介质煤泥含量稳定在一定范围的控制依据。液位传感器24用于检测合介桶1中介质的液位值，该值一方面是介质在其循环系统中正常循环的保证；另一方面是当系统停止运转时，所有介质进入合介桶1而不造成溢出的控制依据。

分流控制机构10位于分流箱9的下方，利用分流控制机构10可以根据需要将介质分流到稀介桶7中，用于介质中煤泥含量的调节控制以及避免停车时合介桶1内介质的溢出。加水调节阀19位于合介桶下方的介质管道25上并处于密度传感器17的前方，通过加水调节阀19可以根据控制要求给介质中补水，使介质的密度下降，以控制介质密度达到设定的密度值。

由检测出的实时介质密度和要求给定的介质密度进行比较，由PLC控制分站11通过加水调节阀19对介质密度进行闭环控制，以达介质密度的稳定性。

由检测出的实时介质密度和磁性物含量可以计算出介质中的煤泥含量，用其和给定的煤泥含量进行比较，由PLC控制分站11通过分流对介质中的煤泥含量进行闭环控制，使介质中的煤泥含量稳定在一定的范围内。

如图1所示，所述PLC控制分站11包括控制器模块12、模拟量输入模块14、开关量输入/输出模块15、模拟量输出模块13和以太网通信模块16，所述模拟量输入模块14、开关量输入/输出模块15、模拟量输出模块13和以太网通信模块16均与控制器模块12相接，所述模拟量输入模块14与密度传感器17、磁性物传感器18和液位传感器24均相接且密度传感器17、磁性物传感器18和液位传感器24均将采集的信号通过模拟量输入模块14传输给控制器模块12，所述开关量输入/输出模块15与水泵控制模块20和合介泵2均相接且开关量输入/输出模块15将合介泵2的运行状态输入到控制器模块12，所述模拟量输出模块13与加水调节阀19和分流控制机构10均相接且由模拟量输出模块13向加水调节阀19和分流控制机构10发出控制信号，所述以太网通信模块16与2#以太网交换机23相接，所述2#以太网交换机23与1#以太网交换机22相接，所述1#以太网交换机22还与监控主机21相接。

PLC控制分站11可以通过以太网和监控主机21进行通信，即通过以太网通信模块16接收来自监控主机21的控制命令与介质密度参数，并且可以将系统的运行状态与参数上传至监控主机21；根据系统的控制指令和介质密度参数要求，通过PLC控制分站11启动并控制介质密度主控制系统。控制过程为：首先检测合介桶1内介质的液位，然后开启合介泵2将介质泵入浅槽分选机3，介质开始循环；合介泵2的运行状态通过开关量输入/输出模块15输入到控制器模块12，密度传感器17、磁性物传感器18和液位传感器24采集的信号通过模拟量输入模块14进入控制器模块12，根据介质密度要求，控制器模块12通过模拟量输出模块13分别给加水调节阀19和分流控制机构10发出控制信号，实现介质密度和煤泥含量的闭环控制。

工业以太网是选煤厂的内部用于控制的环形光网，用于PLC控制分站11与监控主机21之间的数据交换。1#以太网交换机22、2#以太网交换机23是介质密度主控制系统和监控主机21连接工业以太网的数据接口设备，通过工业以太网及其交换机、监控主机可以和介质密度主控制系统进行数据通信。监控主机21通过以太网给PLC控制分站11发布运转指令和要求的介质密度参数，也可以接收介质密度自动控制系统的运行状态与参数，并进行实时显示。

本实施例中，所述分流控制机构10为电动闸门，所述加水调节阀19为电动调节阀。

本实施例中，所述密度传感器17为RYC-3000压差式密度传感器，所述磁性物传感器18为型号是HJM-LED-DN200的磁性物传感器。

本实施例中，所述模拟量输入模块14采用型号为1769-IF4的模拟量输入模块，所述模拟量输出模块13采用型号为1769-OF4的模拟量输出模块。

本实施例中，所述水泵控制模块20采用型号为MH240-37K～110K的水泵控制模块，所述开关量输入/输出模块15采用型号为1769-IQ6XOW4的开关量输入/输出模块。

本实施例中，所述控制器模块12为型号是1768-L43CompactLogix的控制器。

本实施例中，所述PLC控制分站11选用美国罗克韦尔的AB系列1768CompactLogix系统。

本实施例中，所述以太网通信模块16采用型号为1768-ENBT的以太网通信模块。

本实施例中，所述1#以太网交换机22和2#以太网交换机23均为研华EKI-7554SI交换机，所述监控主机21为研华IPC-610H监控主机。

本实施例中，PLC控制分站11安装在洗选车间内，1#以太网交换机22、2#以太网交换机23和监控主机21均安装在监控室或调度室内。

本实用新型的工作原理为：首先操作人员在监控主机21上设置介质密度和煤泥含量的给定值，然后由监控主机21给PLC控制分站11发出运转命令，传送介质密度和煤泥含量的给定值。当PLC控制分站11接到运转命令和给定值后，首先通过开关量输入/输出模块15和水泵控制模块20启动合介泵2，介质由合介桶1被泵入浅槽分选机3并开始原煤的洗选作业，同时介质进入循环系统开始循环。当介质流过密度传感器17和磁性物传感器18时，就检测出介质密度和磁性物含量传感器装设处的实时值。接下来PLC控制分站11分别对介质密度和煤泥含量进行闭环控制，控制过程是由PLC控制分站11中的控制器模块12分别计算得出需要加水和分流的控制信号，然后通过模拟量输出模块13分别对加水调节阀19和分流控制机构10进行控制，通过加水调节阀19给介质循环管路中加水实现介质密度的控制，通过分流控制机构10对介质进行分流并通过介质回收装置8分离煤泥实现对煤泥含量的控制，从而实现介质密度和煤泥含量的闭环自动控制。另外，为了保证系统停止运转时所有介质进入合介桶1而不会溢出，可以根据合介桶1的液位值通过分流控制机构10进行分流来实现。

系统运行后，合介泵2的运行状态通过开关量输入/输出模块15传送到PLC控制分站11中，介质密度和煤泥含量的实时值通过以太网通信模块16和交换机传给监控主机21，监控主机21实时显示自动配煤系统的运行状态和运行参数。

当监控主机21发出停车命令后，PLC控制分站11通过开关量输入/输出模块15给合介泵2发出停止运转命令，则合介泵2停止运转，介质流停止循环，介质密度自动控制系统就停止运行。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：包括介质密度主控制系统和监控主机(21)，所述介质密度主控制系统包括PLC控制分站(11)、密度传感器(17)、磁性物传感器(18)、液位传感器(24)、加水调节阀(19)、水泵控制模块(20)和分流控制机构(10)，所述加水调节阀(19)、密度传感器(17)和磁性物传感器(18)均安装在连接合介桶(1)与合介泵(2)的介质管道(25)上，所述加水调节阀(19)、密度传感器(17)和磁性物传感器(18)依次设置，且密度传感器(17)用于检测介质管道(25)内介质的密度、磁性物传感器(18)用于检测介质管道(25)内介质中磁性物的含量，所述加水调节阀(19)设置在靠近合介桶(1)处，所述液位传感器(24)安装在合介桶(1)内且用于检测合介桶(1)内介质的液位值，所述水泵控制模块(20)与合介泵(2)相接且用于控制合介泵(2)的启停，所述分流控制机构(10)设置在分流箱(9)的下方且能够根据需要将介质分流到稀介桶(7)内，所述密度传感器(17)、磁性物传感器(18)和液位传感器(24)均与PLC控制分站(11)相接且密度传感器(17)、磁性物传感器(18)和液位传感器(24)均将采集的信号传递给PLC控制分站(11)，所述PLC控制分站(11)通过1#以太网交换机(22)和2#以太网交换机(23)与监控主机(21)相接且PLC控制分站(11)接收监控主机(21)的控制命令及介质密度参数，所述PLC控制分站(11)还与加水调节阀(19)、水泵控制模块(20)和分流控制机构(10)均相接且根据接收的监控主机(21)的控制命令及介质密度参数来控制加水调节阀(19)、水泵控制模块(20)和分流控制机构(10)动作。

2.按照权利要求1所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制分站(11)包括控制器模块(12)、模拟量输入模块(14)、开关量输入/输出模块(15)、模拟量输出模块(13)和以太网通信模块(16)，所述模拟量输入模块(14)、开关量输入/输出模块(15)、模拟量输出模块(13)和以太网通信模块(16)均与控制器模块(12)相接，所述模拟量输入模块(14)与密度传感器(17)、磁性物传感器(18)和液位传感器(24)均相接且密度传感器(17)、磁性物传感器(18)和液位传感器(24)均将采集的信号通过模拟量输入模块(14)传输给控制器模块(12)，所述开关量输入/输出模块(15)与水泵控制模块(20)和合介泵(2)均相接且开关量输入/输出模块(15)将合介泵(2)的运行状态输入到控制器模块(12)，所述模拟量输出模块(13)与加水调节阀(19)和分流控制机构(10)均相接且由模拟量输出模块(13)向加水调节阀(19)和分流控制机构(10)发出控制信号，所述以太网通信模块(16)与2#以太网交换机(23)相接，所述2#以太网交换机(23)与1#以太网交换机(22)相接，所述1#以太网交换机(22)还与监控主机(21)相接。

3.按照权利要求1或2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述分流控制机构(10)为电动闸门，所述加水调节阀(19)为电动调节阀。

4.按照权利要求1或2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述密度传感器(17)为RYC-3000压差式密度传感器，所述磁性物传感器(18)为型号是HJM-LED-DN200的磁性物传感器。

5.按照权利要求2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述模拟量输入模块(14)采用型号为1769-IF4的模拟量输入模块，所述模拟量输出模块(13)采用型号为1769-OF4的模拟量输出模块。

6.按照权利要求2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述水泵控制模块(20)采用型号为MH240-37K～110K的水泵控制模块，所述开关量输入/输出模块(15)采用型号为1769-IQ6XOW4的开关量输入/输出模块。

7.按照权利要求2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述控制器模块(12)为型号是1768-L43CompactLogix的控制器。

8.按照权利要求1或2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制分站(11)选用美国罗克韦尔的AB系列1768CompactLogix系统。

9.按照权利要求2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述以太网通信模块(16)采用型号为1768-ENBT的以太网通信模块。

10.按照权利要求1或2所述的一种重介质选煤厂介质密度自动控制系统，其特征在于：所述1#以太网交换机(22)和2#以太网交换机(23)均为研华EKI-7554SI交换机，所述监控主机(21)为研华IPC-610H监控主机。