摘要：本文主要阐述在选煤厂尾煤水药剂制备车间中，利用以太网通讯技术将自动加药机、触摸屏、PLC等设备进行集成，在远程上位机实现药剂连续自动制配、自动添加，达到无人值守的效果。
关键词： 自动加药、PLC、以太网通讯、无人值守
1、概况：
临涣选煤厂是一座生产能力已达到16.0Mt/a以上的中央型炼焦煤选煤厂，该厂主要精煤产品为炼焦精煤，生产工艺采用原煤重介--浮选--尾煤压滤联合工艺流程。输煤车间负责整个临涣选煤厂循环水系统闭合管理，确保循环水有效循环利用。为保证循环水质量，药剂添加的及时性和合理性至关重要，这包括了絮凝剂和氯化钙两种药剂的按需制备与定量添加。
临涣选煤厂西区的药剂添加装置使用时间长，氯化钙溶液的制备添加，一直延续使用传统的液下泵添加，装置设计与位置布置不合理，人工加药劳动强度极大，无法实现自动药剂添加，而且添加不连续，影响工艺效果即不能定质也无法定量；絮凝剂溶液制备虽使用了一体化制备添加设备，但使用过程中易出现加药口堵塞，导致断药、冒药现象，絮凝剂粉末人工添加不连续不均匀，造成药剂的浪费，并且同样做不到定量加药，两种药剂的制备添加自动化程度均有待提高。同时，现场作业环境差，人工搬药加药的安全风险较大，效率低下，无人值守变得尤为重要。
2、药剂制备车间无人值守改造
药剂制备车间相关设备有：
氯化钙制备与添加设备：3台氯化钙溶液储存池（上方1个，下方2个串通布置），2台超声波液位计；3台氯化钙泵，1台储存池进料电动阀，1台储存池补水电动阀，3台泵出料电动阀，3台流量计。
絮凝剂制备与添加设备：4套絮凝剂制备装置（自带AB PLC控制系统），1个联通的储药池，1台储药池超声波液位计，4台絮凝剂螺杆泵，4台流量计，3台洗水质量监测装置（界面仪）。
2.1实现功能：
氯化钙制备与添加自动功能：
上方储存池液位高和低时（液位协商确定）上位机输出对应的报警信号，现场输出高液位声光报警。
下方储存池液位高、低、超低时（液位协商确定）上位机输出对应的报警信号。低液位时自动开启储存池进料电动阀，为下储存池补液；超低液位时，自动停止所有3台氯化钙泵；高液位时，自动关闭储存池进料电动阀，停止补液。上位机显示该电动阀的开关状态。
3台氯化钙泵可单独进行自动、手动启停选择，上位机显示其运行状态。泵运行状态下，通过分别对应的3台流量计，配合相应PID程序，控制其出料电动阀开度，稳定流量。
上位机能够实现流量控制自动、手动选择。自动状态下，留有接口程序备用；手动状态下，可人为设定流量值，出料电动阀自动跟踪，稳定流量。同时，上位机显示出料阀实时开度、实时流量、累计总量。
絮凝剂制备与添加自动功能：
自动配药时，水阀、搅拌器、螺旋输送器相继打开，粉状絮凝剂计量输出，经接受漏斗进入高压混料器，与清水充分混合后加入搅拌桶1连续搅拌。搅拌完成后，进入搅拌桶2再次加水稀释搅拌，稀释搅拌完成后打开储药阀，进入储药桶中老化储存。一个配药过程约30分钟。调整螺旋给料器的工作时间，可在（0.1% ~ 0.2%）的范围内调整配药浓度。
4台絮凝剂螺杆泵可单独进行自动、手动启停选择，上位机显示其运行状态。泵运行状态下，通过分别对应的4台流量计，配合相应PID程序，控制其出料螺杆泵频率，稳定流量。
上位机能够实现流量控制自动、手动选择。自动状态下，根据界面仪反馈信号控制加药流量；手动状态下，可人为设定流量值，出料螺杆泵频率跟踪，稳定流量。同时，上位机显示出料阀实时开度、实时流量、累计总量。
2.2无人值守控制部分
药剂制备车间控制系统系统采用AB 1756系列PLC模块为硬件载体，作为临涣选煤厂工业控制小环网的一个分站，与压滤三期配电室CPU 1756-L83E无障碍通讯。分站PLC柜安装在62配电室，其通过光缆接入西区压滤三期配电室的环网机柜，并入环网系统。上位机控制画面能够在西区压滤集控室和东区调度信息中心实时显示、控制，集中/就地选择权在集控。
药剂制备车间内现场设备，设置1台智能控制箱，采用触摸屏软按键，触摸屏能够直接和AB 1756 - L83E PLC通讯。触摸屏界面包含信息有：设备启、停、预告按键（操作设备启停），设备状态，设备参数信息（电流、电压等），历史记录，故障报警等界面。
上位机主画面分三个系统显示洗水控制数据，包含界面仪数据、絮凝剂添加量、氯化钙添加量，及底流浓度；自动统计加药量，汇总累计加药量生成报表，药耗统计（吨原煤药耗、小时药耗）。
2.3电气控制原理图
图一主回路原理图：
2.4 人机界面
3.结束语
通过此项改造后，能够有效的保障生产的连续性，能有效提高循环水质的保障能力，可实现自动加药，提高药剂的使用效果，经过一段时间数据统计，可实现降低药耗5%左右，为药剂泵房无人值守指出了明确方向。
参考文献:
【1】《PLC编程实用指南（第2版） 机械工业出版社
【2】《无线传感器及执行器网络》 机械工业出版社
【3】孙建荣.洗煤厂集中自动化控制系统设计【J】.现代电子技术，2012，2：204-206
【4】欧泽深，张文军.重介质选煤技术【M】.中国矿业大学出版设，2011：103-243.
【5】甄海欣，自动化控制系统在化工生产中的应用，科技创新与应用，2014：85-87.
论文作者:张团结
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/4
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