基於PLC的汽車入場煤採樣機自動化控制系統設計

控制系統    時間:2014-03-12 23:41:30
基於PLC的汽車入場煤採樣機自動化控制系統設計簡介
    1引言 最近幾年來,隨著國家宏觀經濟政策的調整,煤炭作為焦化廠最主要的原材料,其價格一直居高不下。同時由於電煤供應日趨市場化、多元化,造成煤質波動幅度增……
基於PLC的汽車入場煤採樣機自動化控制系統設計正文

  

1引言

最近幾年來,隨著國家宏觀經濟政策的調整,煤炭作為焦化廠最主要的原材料,其價格一直居高不下。同時由於電煤供應日趨市場化、多元化,造成煤質波動幅度增大,煤種雜、入爐煤質控制難度加大,使發電廠鍋爐燃煤偏離設計煤種,鍋爐穩定燃燒受到破壞,引發的設備缺陷明顯增多,嚴重影響了鍋爐安全經濟穩定運行。火力發電行業的煤炭逐步全面推向市場,價格也隨之開放,煤炭的費用在火力發電廠的成本已佔70-80%的份額。因此,對煤炭的管理,已也引起火力發電行業的高度重視。因此,煤的經濟性成了國內各燃煤企業重點考核指標。

為了考評燃煤經濟性,對入廠煤進行採樣后以質論價幾乎成了所有廠家的最常用的控制措施。從80年代起,入爐煤採制樣設備得到了高速發展;進入90年代,入場煤採制樣設備(汽車入場煤,火車入場煤)從無到有,從不完善正走向定型和完美。工業自動化技術在入場煤採制樣設備的廣泛運用,極大地把工人從繁雜的體力勞動和不安全的工作環境中解放出來,顯著地改善了工人的工作環境和提高了工人的工作效率。

2系統概念設計

現代焦化廠往往由多個供應商供應全廠的各種用煤,供應商多數採用汽車進煤。精確的確定煤的發熱量、水份、灰份和其他雜質尤其重要,因為即使是很小的差別也有可能在一段時間內造成很大的損失。同時,採樣機也是煤礦企業用於商品煤採樣的機械,要求從煤流中,火車,汽車,船上以及煤堆上採取煤樣,然後加以分析,以確定煤的各種特性,用此分析結果確定合同價格,並根據要求將採樣機進行了運動動作分析,對其進行了整機的結構設計。在設計採樣時,不但注意了如何使物料連續通過採樣設備,注意了如何保持水分不損失,並且還注意了如何避免粉塵的散失,在設計採樣裝置時要充分考慮到以上因素。

本文介紹的系統的採制樣過程全自動化,能自動完成汽車定位、隨機選擇取樣點,自動樣本採集、縮分、制樣和集樣。根據有關汽車採樣的現場條件、技術要求,並參照國家gb475-1996《商品煤樣採取方法》及gb474-1996《煤樣的製備方法》,制訂汽車採樣設計方案介紹如下:

2.1工藝流程

(1) 汽運煤場採制樣過程可以分為:汽車自動定位--隨機選擇取樣點-採制樣-在線分析-集樣。

(2)入場煤採制樣設備的工藝流程通常是:自動取樣--破碎--縮分留樣--余煤處理。

當運煤車輛進入取樣區域后,汽車定位系統對車輛所有位置進行探測,得到汽車車廂在取樣區域的平面坐標參數,並傳遞給主控計算機。主控計算機根據車廂參數,自動在車廂區域內生成數個隨機取樣點。主控計算機控制機械取樣裝置在指定的取樣點取樣,並控制制樣設備自動完成煤樣的粉碎、縮分和集樣,在線灰分分析,隨機自動裝罐。汽車自動化採樣機是對汽車運煤進行採樣、制樣的機電一體化設備,該裝置由PLC控制,準確定位,具有結構緊湊,設計新穎,性能可靠,操作簡便等特點。其工作原理:汽車機械化採樣機安裝於運煤車經過的路旁,採樣器由大車行走部分、小車行走部分、採樣器部分等組成,大、小行車攜帶採樣器樣軌道縱向及橫向運動,採樣部分實現採樣器上下運動,從而實現任意點、任意位置、任意量採樣。可與煤質分析儀相連,實現煤質控制。此工藝流程對於火車採制樣設備基本沒有問題。

2.2工藝瓶頸

對於汽車入場煤採制樣設備,在縮分留樣環節存在有瓶頸,制約了汽車採樣的發展;目前的採制樣設備主要是靠操作人員判斷汽車煤屬於哪一個煤礦,然後選擇留樣的集樣瓶。因此,就存在以下問題:

(1)選擇集樣瓶時,操作人員容易誤操作,煤樣的真實性不能得到保證。

(2) 集樣瓶更換頻繁,增加了工作人員的勞動量。

(3)汽車採樣機的縮分留樣能力有限(集樣瓶工位數一般為6或8個),縮分留樣的煤量(縮分比)大或汽車運煤量大時,致使集樣瓶更換頻繁,增加操作人員的工作量;縮分留樣的煤量(縮分比)小時,不易反映單車煤的質量,真實性差。

(4)採制樣設備只能採制出煤樣,不能及時的反饋出煤樣的質量(化驗結果滯后),在“扣噸”問題上焦化廠與煤礦易發生扯皮;且增加了化學分析的工作量。

(5)焦化廠要求採制樣設備與信息管理系統數據實時共享,在線實時監控,傳統的工作方式很難做到。

 2.3概念設計

為解決以上問題,我們根據多方考察和研究,依據以下原則進行設計:

(1)實用性:以解決現實問題為主,堅持為業主決策服務,又為經營管理服務,為生產建設服務。

(2)先進性:採用成熟的技術,兼顧未來的發展趨勢,及量力而行,又適當超前,留有發展餘地。

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