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【摘要】电气自动化的运用是现代化建设最基本的设计理念，电气自动化体系是呈现该理念的核心机制。本文分析了松河选煤厂中电气自动化以及过程控制的应用，充分的考虑到各个系统环节的有效结合，以提升松河选煤厂的整体质量指标与最终效益。
【关键词】电气自动化;过程控制;松河选煤厂
前言
随着电子讯息技术的不断发展，各个行业对自动化控制的需求日益增大，对我国的电气自动化技术推进也有着很大的帮助。现阶段，电气自动化技术已被广泛的应用于各个领域。松河井田中的煤炭资源是我国最稀缺的主焦煤，也是冶金化工以及电力工业的重要能源之一。其在西部大开发与西电东送中有着主要的地位，但是以现阶段贵州煤炭的开采技术以及选煤厂总体系统不能满足于现代化的进程。为了保障产品的质量和有效的回收资源，重介分选体系的重介悬浮液比重一定要相当稳定，并对混合桶的液位进行严控。
一、企业概况
松河选煤厂是一座大型矿井选煤厂，工艺系统完善，有原煤准备、浅槽排矸、重介质旋流器分选、浮选、压滤、浓缩等一体化的生产体系。自动化以及过程控制应用较多，比如全厂的设备集中控制、浅槽自动排矸与重介悬浮液密度自控、各类流量、密度、压力、温度、灰分的测量。集中控制系统是使用一整套的可编程序控制器为主机，对全厂的各台设备进行按时序的自动开关、联锁以及监控。浅槽排矸系统简单、操作便捷以及处理能力大。为了能够保障产品的质量及有效的资源回收，重介分选系统的重介悬浮液比例务必稳定，对混合桶的液位也必须强化控制。在粗煤泥分选系统，保障TBS分选机机的密度稳定对提升精煤的回收率有很大的帮助。
二、生产系统的全方位集中控制
设计本着设备可靠性高、技术先进的原则进行配置。确定集控系统PLC采用美国罗克韦尔公司生产的AB ControlLogix系列PLC，主控制器选用1756-L63 CPU模块。在主厂房低压配电室内设置PLC控制主站，内装PLC可编程序控制器主机及相应系列的通讯模块。在产品仓、原煤仓变配电室设立PLC控制分站。为增加控制系统的可靠性，PLC控制分站与PLC控制主站之间采用冗余ControlNet工业现场控制网络进行通讯链接，各控制站之间的通讯介质为同轴电缆。通过上述链接为整个工艺系统设备的控制构成一套完整的系统。上位机与PLC之间的数据链接采用Ethernet网络来实现，以实现全厂设备的集中监视、控制和管理。上位机互为冗余热备，上位监控计算机可将生产系统中的工艺参数、生产数据、设备运行状况等生产信息进行加工处理和筛选，将重要信息送到计算机管理网络上，以实现生产信息全厂共享。从而实现全厂生产系统统一的生产调度、指挥与集中管理。控制方式分为有闭锁的集中程序控制方式（含集中自动程序控制及集中带闭锁单机手动控制）和无闭锁的单机就地控制方式，转换方式为上位监视画面选择。其中集中程序控制方式用于正常生产，就地控制用于维修和调试运行。当采用集中自动程序控制方式时，所有设备由计算机监控系统统一安排，按照一定的启动或停车顺序及联锁逻辑进行自动控制;当使用集中带闭锁单机手动控制模式时，设备由操作员在操作员站上进行手动启停;当设备需要维护、检修时，可转为单机就地控制模式。以顺序控制、单机集中控制模式进行控制时，控制系统提供设备的联锁保护。三种控制方式可在上位机上实现自由转换。通过对采集的工艺参数进行处理，自动形成工艺参数的工况历史曲线，与控制指标所做出的报警线相比较，如遇“超限”则实时报警，及时调控有关参数。该系统还可以准确诊断现场设备及保护开关的故障地点，故障种类，故障发生时间，了解故障排除情况，故障种类包括监测电机线圈温度、轴承温度、现场停车按钮按下、离心机油压、胶带机拉绳急停、失速、跑偏、打滑、撕裂、烟雾、溜槽堵塞等各种故障。利用上位机的显示器模拟系统的工艺流程，显示系统中每台设备的工作状态及运行参数、启动次数等。通过对主要生产过程参数（如各桶（仓）料位、密度值、皮带秤瞬时运量、累计运量、主要自控阀门开度、主要设备运行电流及电机温度等）进行实时的在线检测，以多种方式（如数字显示、趋势图、柱状图等）显示出来，使调度指挥人员随时掌握现场设备的工作状态及系统各类相关参数的变化情况。
三、过程控制系统
1.重介质洗选过程自动测控
重介选煤的关键要求就是，悬浮液在分选机中的密度一定要保证稳定，且计算机的控制应利用安全可靠的传感器即刻连续的把工艺流程中的相关密度以及设定值进行一定的比对，再送入执行机制中进行相关的调节，这样比人工测量密度再进行相应的增加更要精确、及时且先进，能很好的保障产品煤质量及提高整体洗选效率。采用先进适用的检测和控制技术，实现重介质洗选处理工艺中重介质悬浮液密度的自动跟踪控制，降低重介质添加原料的损耗及生产成本，改善岗位工的劳动环境。其过程自动测控系统主要实现悬浮液密度、重介洗选入料混合桶液位、稀介质桶液位的在线检测及控制。该厂的重介质悬浮液密度控制系统与集控系统合2为1，不设单独密度控制室，与其它传统的集控、密控各自独立的系统相比精简了环节，减少操作人员，降低了生产成本。重介质洗选过程由程序自动控制，操作人员仅需输入给定密度即可。在重介质洗选过程中，重介质悬浮液的密度是直接影响产品质量的主要工艺参数，因此在重介质密度的控制回路中，我们选择重介质悬浮液密度为被控变量。为了提高测量精度，取其一定时间间隔内的平均测量结果作为测量值。考虑到控制回路具有一定的时滞和随机非线性特征，采用PID控制算法，根据重介质悬浮液密度的当前测量值以及工艺给定值，计算生成重介质悬浮液密度控制的输出值，再由重介质悬浮液密度控制系统调节相应的自动补水阀门，从而实现有效控制重介质悬浮液的密度，最终达到调节产品质量的目的。
2.絮凝剂制配添加控制系统
为保证选煤厂循环用水水质的稳定，降低药耗，改善岗位工的劳动环境。确保混凝、反应、沉淀、压滤工艺达到最佳效果。在耙式浓缩机混凝处理工艺中投药量的控制环节中设有絮凝剂制配添加控制系统。本系统设有自动和就地手动控制方式，可方便快捷的完成絮凝剂的按比例制配。通过上位机输入需要的药剂浓度，由程序自动控制加水及搅拌，合格的药剂储存到储液桶，再由定量泵分配到各个加药点。 3.筛网沉降离心机扭矩自动控制
筛网沉降离心机是选煤厂重要的末煤脱水设备，设备复杂且价格高，控制、保护环节较多。实现该设备效率最大化是选煤厂提效的关键，将扭矩或电流作为被控量，运用PID算法，计算出入料泵输出频率调节入料量的大小，从而实现了扭矩或电流的闭环控制，提高了效率。
4.TBS密度控制过程
入料煤泥通过入料井切向进入TSS分选机，同时在一股上升扰动水流的作用下形成一个干扰床层。为实现设备的高效运行，系统设计时采用一个反馈控制回路以实现分选槽体内干扰床层的平均相对密度的稳定。通过两个压差密度探头检测床层的实际分选密度，然后根据测得的床层密度，密度探头向主厂房PLC控制器发送一个4-20mA的电流信号，PLC将床层实际密度与分选密度设定值进行比较，如果实际密度高于分选密度设定值，控制系统将控制执行机构打开底流排料阀排料;相反，如果实际密度低于分选密度设定值，控制系统将控制执行机构关闭底流阀。运用logix5000的PID控制模块，将密度作为被控量，计算出底流阀开度，实现TSS产品质量的稳定。
四、前景
要管好并用好当下的控制系统，未来会随着生产的需求逐渐的扩展运用。随着传感器技术的快速发展，逐渐的健全浮选的自动化控制。利用现场的水分计、液位、密度、传感器等，再运用微机促使压滤流程呈现最优化。且还应使一个选煤厂在入洗原煤质量的波动状态下最大化的提升产品的合格产率，就务必要及时的掌握入选原煤的质量，这样就一定要具备可连续并精确监控煤质的安全可靠性传感器，探究且构建选煤厂的工业数学模型。确立合理有效的控制方案，这样选煤厂的整体进程监控才有可能会实现，才能最大化的提升合格产品的最终生产效率，不过因为选煤厂的环境与条件比较恶劣，自动化的安全性与可靠性至今还是最关键的问题，随着科学技术的持续发展，相信实现选煤厂的整体过程监控不会等的太久。
五、结语
电气自动化技术可以减小工作人员的劳动强度，并提升过程控制的精确度以及便捷程度，还可以在很大的程度上缩减危险操作的风险。现阶段松河选煤厂也已经实现了重介质悬浮液密度自动化控制和全厂的设施装置集中化控制、全方位集中监视等多类自动化控制技术，且获取了非常好的应用成果。未来，想要更好的发展我国的电气自动化，那么国内的各类企业单位都应该关注品牌、市场、技术以及服务全方面下功夫。
参考文献
[1]只升昊.探究我国电气自动化行业的现状与发展[J].科学中国人，2014（25）.
[2]翟豪杰.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].华人时刊（中旬刊），2012（12）.
[3]李文.探讨对电气自动化控制设备可靠性的认识[J].金山，2013（4）.
作者简介：吴江（1978—），男， 大学本科，助理工程师，贵州松河煤业发展有限责任公司选煤厂机电副厂长。
【关键词】电气自动化;过程控制;松河选煤厂
前言
随着电子讯息技术的不断发展，各个行业对自动化控制的需求日益增大，对我国的电气自动化技术推进也有着很大的帮助。现阶段，电气自动化技术已被广泛的应用于各个领域。松河井田中的煤炭资源是我国最稀缺的主焦煤，也是冶金化工以及电力工业的重要能源之一。其在西部大开发与西电东送中有着主要的地位，但是以现阶段贵州煤炭的开采技术以及选煤厂总体系统不能满足于现代化的进程。为了保障产品的质量和有效的回收资源，重介分选体系的重介悬浮液比重一定要相当稳定，并对混合桶的液位进行严控。
一、企业概况
松河选煤厂是一座大型矿井选煤厂，工艺系统完善，有原煤准备、浅槽排矸、重介质旋流器分选、浮选、压滤、浓缩等一体化的生产体系。自动化以及过程控制应用较多，比如全厂的设备集中控制、浅槽自动排矸与重介悬浮液密度自控、各类流量、密度、压力、温度、灰分的测量。集中控制系统是使用一整套的可编程序控制器为主机，对全厂的各台设备进行按时序的自动开关、联锁以及监控。浅槽排矸系统简单、操作便捷以及处理能力大。为了能够保障产品的质量及有效的资源回收，重介分选系统的重介悬浮液比例务必稳定，对混合桶的液位也必须强化控制。在粗煤泥分选系统，保障TBS分选机机的密度稳定对提升精煤的回收率有很大的帮助。
二、生产系统的全方位集中控制
设计本着设备可靠性高、技术先进的原则进行配置。确定集控系统PLC采用美国罗克韦尔公司生产的AB ControlLogix系列PLC，主控制器选用1756-L63 CPU模块。在主厂房低压配电室内设置PLC控制主站，内装PLC可编程序控制器主机及相应系列的通讯模块。在产品仓、原煤仓变配电室设立PLC控制分站。为增加控制系统的可靠性，PLC控制分站与PLC控制主站之间采用冗余ControlNet工业现场控制网络进行通讯链接，各控制站之间的通讯介质为同轴电缆。通过上述链接为整个工艺系统设备的控制构成一套完整的系统。上位机与PLC之间的数据链接采用Ethernet网络来实现，以实现全厂设备的集中监视、控制和管理。上位机互为冗余热备，上位监控计算机可将生产系统中的工艺参数、生产数据、设备运行状况等生产信息进行加工处理和筛选，将重要信息送到计算机管理网络上，以实现生产信息全厂共享。从而实现全厂生产系统统一的生产调度、指挥与集中管理。控制方式分为有闭锁的集中程序控制方式（含集中自动程序控制及集中带闭锁单机手动控制）和无闭锁的单机就地控制方式，转换方式为上位监视画面选择。其中集中程序控制方式用于正常生产，就地控制用于维修和调试运行。当采用集中自动程序控制方式时，所有设备由计算机监控系统统一安排，按照一定的启动或停车顺序及联锁逻辑进行自动控制;当使用集中带闭锁单机手动控制模式时，设备由操作员在操作员站上进行手动启停;当设备需要维护、检修时，可转为单机就地控制模式。以顺序控制、单机集中控制模式进行控制时，控制系统提供设备的联锁保护。三种控制方式可在上位机上实现自由转换。通过对采集的工艺参数进行处理，自动形成工艺参数的工况历史曲线，与控制指标所做出的报警线相比较，如遇“超限”则实时报警，及时调控有关参数。该系统还可以准确诊断现场设备及保护开关的故障地点，故障种类，故障发生时间，了解故障排除情况，故障种类包括监测电机线圈温度、轴承温度、现场停车按钮按下、离心机油压、胶带机拉绳急停、失速、跑偏、打滑、撕裂、烟雾、溜槽堵塞等各种故障。利用上位机的显示器模拟系统的工艺流程，显示系统中每台设备的工作状态及运行参数、启动次数等。通过对主要生产过程参数（如各桶（仓）料位、密度值、皮带秤瞬时运量、累计运量、主要自控阀门开度、主要设备运行电流及电机温度等）进行实时的在线检测，以多种方式（如数字显示、趋势图、柱状图等）显示出来，使调度指挥人员随时掌握现场设备的工作状态及系统各类相关参数的变化情况。
三、过程控制系统
1.重介质洗选过程自动测控
重介选煤的关键要求就是，悬浮液在分选机中的密度一定要保证稳定，且计算机的控制应利用安全可靠的传感器即刻连续的把工艺流程中的相关密度以及设定值进行一定的比对，再送入执行机制中进行相关的调节，这样比人工测量密度再进行相应的增加更要精确、及时且先进，能很好的保障产品煤质量及提高整体洗选效率。采用先进适用的检测和控制技术，实现重介质洗选处理工艺中重介质悬浮液密度的自动跟踪控制，降低重介质添加原料的损耗及生产成本，改善岗位工的劳动环境。其过程自动测控系统主要实现悬浮液密度、重介洗选入料混合桶液位、稀介质桶液位的在线检测及控制。该厂的重介质悬浮液密度控制系统与集控系统合2为1，不设单独密度控制室，与其它传统的集控、密控各自独立的系统相比精简了环节，减少操作人员，降低了生产成本。重介质洗选过程由程序自动控制，操作人员仅需输入给定密度即可。在重介质洗选过程中，重介质悬浮液的密度是直接影响产品质量的主要工艺参数，因此在重介质密度的控制回路中，我们选择重介质悬浮液密度为被控变量。为了提高测量精度，取其一定时间间隔内的平均测量结果作为测量值。考虑到控制回路具有一定的时滞和随机非线性特征，采用PID控制算法，根据重介质悬浮液密度的当前测量值以及工艺给定值，计算生成重介质悬浮液密度控制的输出值，再由重介质悬浮液密度控制系统调节相应的自动补水阀门，从而实现有效控制重介质悬浮液的密度，最终达到调节产品质量的目的。
2.絮凝剂制配添加控制系统
为保证选煤厂循环用水水质的稳定，降低药耗，改善岗位工的劳动环境。确保混凝、反应、沉淀、压滤工艺达到最佳效果。在耙式浓缩机混凝处理工艺中投药量的控制环节中设有絮凝剂制配添加控制系统。本系统设有自动和就地手动控制方式，可方便快捷的完成絮凝剂的按比例制配。通过上位机输入需要的药剂浓度，由程序自动控制加水及搅拌，合格的药剂储存到储液桶，再由定量泵分配到各个加药点。 3.筛网沉降离心机扭矩自动控制
筛网沉降离心机是选煤厂重要的末煤脱水设备，设备复杂且价格高，控制、保护环节较多。实现该设备效率最大化是选煤厂提效的关键，将扭矩或电流作为被控量，运用PID算法，计算出入料泵输出频率调节入料量的大小，从而实现了扭矩或电流的闭环控制，提高了效率。
4.TBS密度控制过程
入料煤泥通过入料井切向进入TSS分选机，同时在一股上升扰动水流的作用下形成一个干扰床层。为实现设备的高效运行，系统设计时采用一个反馈控制回路以实现分选槽体内干扰床层的平均相对密度的稳定。通过两个压差密度探头检测床层的实际分选密度，然后根据测得的床层密度，密度探头向主厂房PLC控制器发送一个4-20mA的电流信号，PLC将床层实际密度与分选密度设定值进行比较，如果实际密度高于分选密度设定值，控制系统将控制执行机构打开底流排料阀排料;相反，如果实际密度低于分选密度设定值，控制系统将控制执行机构关闭底流阀。运用logix5000的PID控制模块，将密度作为被控量，计算出底流阀开度，实现TSS产品质量的稳定。
四、前景
要管好并用好当下的控制系统，未来会随着生产的需求逐渐的扩展运用。随着传感器技术的快速发展，逐渐的健全浮选的自动化控制。利用现场的水分计、液位、密度、传感器等，再运用微机促使压滤流程呈现最优化。且还应使一个选煤厂在入洗原煤质量的波动状态下最大化的提升产品的合格产率，就务必要及时的掌握入选原煤的质量，这样就一定要具备可连续并精确监控煤质的安全可靠性传感器，探究且构建选煤厂的工业数学模型。确立合理有效的控制方案，这样选煤厂的整体进程监控才有可能会实现，才能最大化的提升合格产品的最终生产效率，不过因为选煤厂的环境与条件比较恶劣，自动化的安全性与可靠性至今还是最关键的问题，随着科学技术的持续发展，相信实现选煤厂的整体过程监控不会等的太久。
五、结语
电气自动化技术可以减小工作人员的劳动强度，并提升过程控制的精确度以及便捷程度，还可以在很大的程度上缩减危险操作的风险。现阶段松河选煤厂也已经实现了重介质悬浮液密度自动化控制和全厂的设施装置集中化控制、全方位集中监视等多类自动化控制技术，且获取了非常好的应用成果。未来，想要更好的发展我国的电气自动化，那么国内的各类企业单位都应该关注品牌、市场、技术以及服务全方面下功夫。
参考文献
[1]只升昊.探究我国电气自动化行业的现状与发展[J].科学中国人，2014（25）.
[2]翟豪杰.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].华人时刊（中旬刊），2012（12）.
[3]李文.探讨对电气自动化控制设备可靠性的认识[J].金山，2013（4）.
作者简介：吴江（1978—），男， 大学本科，助理工程师，贵州松河煤业发展有限责任公司选煤厂机电副厂长。