重介质选煤过程先进控制:研究进展及展望

基于传统控制方法的重介质选煤过程自动控制存在能耗高、灰分含量波动大等问题,而先进控制能够改善过程动态性能,使系统运行接近最优状态。首先介绍了重介质选煤工艺流程,分析了重介质选煤过程的多时间尺度、多速率特性,并基于重介质选煤过程强非线性、多变量耦合、时变性、多干扰等因素,分析了重介质选煤过程先进控制在数学建模、运行指标跟踪控制、稳定性、关键参量精确感知等方面的难点;然后从重介质选煤过程建模、重介质悬浮液密度控制、精煤灰分控制等方面,综述了重介质选煤过程先进控制的研究进展;最后展望了重介质选煤过程先进控制未来的研究方向:基于大数据的重介质选煤可视化平台建设,面向重介质选煤过程的知识和数据混合驱动的智能优化与控制,产品质量与效率预测方法研究,重介质选煤虚拟实验平台搭建。     

基于模糊PID控制的选煤自动控制技术研究

选煤自动控制过程中介质的流动稳定性会直接影响液位和密度的测量精度，导致选煤自动控制的精度较差。为了提升油位、密度和灰分含量控制效果，提高选煤的质量，提出基于模糊PID控制的选煤自动控制技术。首先，采用PLC技术设计了选煤生产线架构，分析了选煤生产线的物理特性和信息输出特性；其次，建立选煤系统的数学模型，分析煤炭质量效果与介质液位与密度之间的关系；最后，设计了模糊PID控制器，将介质液位与密度的误差以及误差变化率输入模糊PID控制器中，实现选煤的自动控制。实验结果表明，所提方法可有效控制介质的液位与密度，输出的煤炭灰分含量为设定的最优值，具有良好的控制效果。     

重介质选煤过程数学模型的研究现状与展望

精确的数学模型是重介质选煤实现先进控制、特性分析和系统优化的重要基础。首先,从分配曲线和分配曲面2个方面介绍了基于经验知识的重介质选煤数学模型。然后,综述了可描述重介质旋流器湍流和多相流现象的流体力学模型。之后,围绕重介质悬浮液密度和精煤灰分含量2个关键重介质选煤过程参数,归纳了基于工业数据的预测模型。同时,回顾了基于质量平衡的重介质选煤过程动态模型。另外,对各种重介质选煤过程数学模型的不足和局限进行了分析。最后,对现阶段重介质选煤建模存在的过程参数强耦合性、数据稀疏性等难题以及未来研究方向进行了探讨。     

重介质选煤过程模型与数据混合驱动的自适应运行反馈控制

重介质悬浮液密度是决定重介质选煤产品质量的重要影响因素,但由于重介质选煤运行过程是一个时变的强非线性过程,导致根据实时工况的变化在线调整重介质悬浮液密度异常困难.为此,本文针对重介质选煤过程特性,提出一种模型与数据混合驱动的自适应运行反馈控制方法,用于在线调整重介质悬浮液密度设定值.所提方法首先将重介质选煤过程分解为低阶线性模型和未建模动态非线性项两部分;进而针对线性部分,将PI控制与一步最优控制相结合,设计了模型驱动的自适应PI控制器;并利用随机向量函数链接网络设计了数据驱动的虚拟未建模动态补偿器;最后分析了闭环系统稳定性,并在基于MATLAB和Unity3D的虚拟现实仿真平台上进行了对比仿真实验,验证了所提方法的有效性.     

基于贝叶斯网络的重介质选煤过程自愈控制

重介选煤工艺由于其基础自动化程度低、操作环境复杂、操作条件波动大、异常工况频繁发生,严重影响了产品煤质和企业的综合经济效益。针对上述问题,提出了一种基于贝叶斯网络的重介质选煤过程自愈控制方案。在深入分析重介质选煤过程中常见异常工况发生原因及相应操作方案的基础上,建立能够提供实时控制决策的贝叶斯网络模型。该模型能够有效地结合定性专家知识与定量数据信息,并遵循后验概率最大的原则获取相应的控制决策,为排除异常工况提供决策依据。仿真结果表明,该方法针对重介质选煤过程中的异常工况,能够提供有效的控制决策,及时排除异常工况,保证生产安全。     

重介质悬浮液参数计算机监控系统的开发

在重介质选煤过程中 ,重介质悬浮液工艺参数的变化对分选效果有显著的影响。文章详细介绍了其计算机监控系统的设计思想、系统组成及软件开发等。     

CMAC与PID复合控制方法在重介选煤系统中的应用研究

针对重介质选煤系统具有强耦合、非线性、多变量的特点,利用传统PID算法存在超调量大的问题,提出了一种基于CMAC与PID算法的控制方法。通过研究介质密度与介质桶液位的动态特性建立了重介选煤系统的数学模型,给出了CMAC与传统PID算法相结合的控制原理。Simulink仿真结果表明,该方法优于传统PID算法,动态性能好,稳态精度高。     

基于模糊控制的重介选煤介质密度控制系统设计

针对某选煤厂原有的重介选煤系统介质密度控制以人工控制为主,从而影响控制效果的问题,设计了一种基于模糊控制的介质密度控制系统。该系统在原系统的基础上添加了一套新的PLC和监控软件。新的PLC从原系统中的PLC中读取现场的所有数据,并采用模糊控制算法将控制参数输入到原系统的PLC中,从而有效控制合格介质桶的出口密度。实际应用表明,该系统控制效果良好,且控制方法简单。     

空气重介流化床在线监测实验装置的设计

针对实验室空气重介流化床干法选煤实验装置在实验过程中的不足,文章提出了一种流化床在线监测实验装置的设计方案,介绍了流化床的结构、工作原理、在线监测原理及方法,重点阐述了在线监测实验装置的硬件、软件设计。该实验装置实现了分选过程中各个参数的自动测量及对测量数据的显示、处理与传输,为空气重介流化床干法选煤提供了科学的实验研究手段。     

浅谈根据不同的产品结构选择不同的选煤工艺

煤炭是我国的工业生产所需的重要能源,而选煤工艺技术能够帮助将煤炭的能量最大限度发挥出来.为此,本文从煤产品用途以及选煤方法、工艺等方面进行了简要分析.     

传感器在我国选煤厂的应用

介绍了各类传感器在我国选煤厂主要选煤工艺如跳汰、重介选煤、浮选和煤炭称重、配煤调度中的应用和优缺点,提出了新型传感器要朝着智能化、多功能化、高精度化的方向发展。     

选煤厂自动控制系统的实现

介绍了选煤厂自动控制系统的组成和具体设计,阐述了系统关键功能的实现。实际应用表明,该系统实现了选煤厂各个环节的自动控制功能,安全可靠、可扩展性强。     

浅谈选煤厂瓦斯监控系统的设计

为提高选煤厂安全生产水平,阐述了选煤厂设置瓦斯监控系统的必要性,详细介绍了设计选煤厂瓦斯监控系统时应注意的问题,通过与目前大部分选煤厂采用的煤矿安全生产综合监控系统系列的瓦斯监控系统相比,从安全性、快速性、可实施性、经济性等方面分析了采用基于PLC的选煤厂瓦斯监控系统的可行性。     

基于CC-Link总线的火车皮防冻液自动喷洒系统的设计

针对选煤厂运煤火车人工喷洒防冻液不均匀的问题,设计了一种基于CC-Link的火车皮防冻液自动喷洒系统。该系统采用CC-Link现场总线技术将多套喷洒装置和防冻液加压泵站构建成工业现场级控制网络,实现了各装置之间的联动和实时监控。实际应用表明,该系统避免了防冻液的浪费,提高了工作效率。     

STD总线在末煤重介分选工艺参数自动测控系统中的应用

介绍以８０９８单片机为核心的ＳＴＤ总线构成的重介质分选系统工艺参数的测控系统。该系统经过生产现场的运行考验取得了比较理想的效果。     

多台中煤浓缩机絮凝剂自动添加系统

针对当前絮凝剂投放存在制备效果差、检测环节不过关、实时性差等问题,以田庄选煤厂的多台中煤浓缩机絮凝剂自动添加系统为例,文章提出了一种多台中煤浓缩机絮凝剂自动添加系统的设计方案,详细介绍了该系统的控制原理、总体设计及软件设计。该系统通过对煤泥水流量及浊度的检测实现了絮凝剂投放量的自动控制。实际应用表明,该系统实现了高效、节约型生产方式以及煤泥水的零排放,提高了煤泥水的利用率,消除了煤泥水对环境造成的污染。     

大屯选煤厂浮选自动控制系统改造

针对大屯选煤厂浮选系统因采用人工调节方式而存在浮选效果差、药剂含量大、成本高等问题,提出了浮选自动控制系统的改造方案,主要介绍了系统中浮选自动加药控制系统和絮凝剂自动添加系统2个部分的实现。实践表明,改造后的浮选自动控制系统减少了吨煤消耗的浮选药剂量,提高了浮选尾矿的灰分和浮选精煤回收率,并大大减少了工人的劳动量。