吳東林　張玉華

摘要：企業(yè)進(jìn)行煤炭加工時，由于多方面的原因，會對煤炭的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，只要提高煤炭加工技術(shù)水平，可以在很大程度上提高煤炭的質(zhì)量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，這一技術(shù)難題得到了有效的解決。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來控制煤炭的加工，既可以提高煤炭加工的效率，還可以降低加工成本，解決加工難度問題，同時也降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，保證了企業(yè)效益的最大化。

關(guān)鍵詞：煤炭加工；程序控制

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）02-0250-03

Abstract： Enterprises in coal processing， due to various reasons， affect the quality of coal. Therefore， as long as to raise the level of coal processing technology， can to a great extent， improve the quality of coal. With the continuous development of computer technology， has been effectively solve the technical problems. Through the computer technology to control the coal processing， can improve the efficiency of the coal processing， can also reduce the manufacturing cost， solve the problem of machining difficulty， also reduce the safety risk at the same time， guarantee the maximization of enterprise benefit.

Key words： coal processing； program control

當(dāng)前，由于科學(xué)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，這也使得在煤炭加工方面也有了極大的提高，機(jī)械化、自動化程度已經(jīng)上升到一個新的臺階。煤炭生產(chǎn)設(shè)備為煤炭的生產(chǎn)加工提高了生產(chǎn)、經(jīng)營效益，也進(jìn)一步改善了市場的競爭力，成為煤炭企業(yè)的重要資產(chǎn)。隨著煤炭生產(chǎn)加工設(shè)備的增多，設(shè)備管理成為煤炭企業(yè)不得不面對的問題。煤炭加工是對煤炭進(jìn)行一定的機(jī)械化處理，提高其附加值，保證企業(yè)效益的一種行為。在這個過程中，設(shè)備性能的好壞、運(yùn)轉(zhuǎn)效率的高低決定了煤炭加工的質(zhì)量和生產(chǎn)能力，從而最終影響企業(yè)煤炭加工效益。因此如何進(jìn)行煤炭加工設(shè)備的管理和組織就成為當(dāng)前必須面對的重要課題。

1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和煤炭加工

1.1計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是以電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一門科學(xué)技術(shù)，它的核心是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，利用單片機(jī)技術(shù)、可編程控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等來安全、精密的控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，使整個機(jī)械系統(tǒng)可以以最科學(xué)的程序自動運(yùn)行[1]。

在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡稱工控機(jī)）是整個技術(shù)的核心，它通過指令系統(tǒng)將生產(chǎn)過程加以自動控制。它的組成主要是兩部分：控制計(jì)算機(jī)本體（包括硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）和控制對象。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛，遍及了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防、航空航天等諸多領(lǐng)域當(dāng)中。

計(jì)算機(jī)程序控制技術(shù)與其他的計(jì)算機(jī)技術(shù)是有很大的區(qū)別，該技術(shù)主要用來完成自動控制工業(yè)設(shè)備的目的，具體的功能是進(jìn)行順序控制、邏輯控制、變量參數(shù)控制、智能控制等[2]。

在計(jì)算機(jī)程序控制過程中，相關(guān)的設(shè)備主要完成兩個功能：監(jiān)測和控制。監(jiān)測就是以傳感器為前端進(jìn)行相關(guān)物理量的采集，然后轉(zhuǎn)換為電量，采樣后通過模/數(shù)（A/D） 轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，并最終輸入計(jì)算機(jī)。 控制則是計(jì)算機(jī)通過一定的數(shù)學(xué)模型對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)行結(jié)果輸出，然后通過數(shù)/模（D/A） 轉(zhuǎn)換后發(fā)送到相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行[3]。

1.2 煤炭加工

1.2.1 煤炭加工過程管理要求

在煤炭加工過程中，尤其是設(shè)備需要進(jìn)行全過程的管理。其目的是實(shí)行全方位的對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，從采購、安裝、使用以及維護(hù)、檢修等，形成系統(tǒng)的綜合管理，可以提高其使用壽命周期，保證企業(yè)的最大效益。這就需要較高的科學(xué)水平，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化水平的提高給出的技術(shù)支持。當(dāng)然，多專業(yè)人才與科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來共同管理是提高管理水平的最佳途徑。同時在設(shè)備的維修方面，也需要進(jìn)行綜合監(jiān)控、管理，以保持設(shè)備良好的工作狀態(tài)，最大限度的延長設(shè)備的壽命，提高設(shè)備的工作效能。煤炭加工過程管理是一個高科技、現(xiàn)代化的管理過程，需要將設(shè)備與人員充分調(diào)動起來，實(shí)行全員參與管理。

1.2.2 煤炭加工管理的具體任務(wù)

煤炭加工管理的任務(wù)主要是設(shè)備的管理，具體的管理任務(wù)主要有三點(diǎn)：首先是設(shè)備的正確選擇，這樣可以減少和消除設(shè)備積壓的狀況。這需要根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀和實(shí)際情況來進(jìn)行選擇，在條件允許的情況下盡量選用技術(shù)行進(jìn)、性能相對可靠而且經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。一旦購置后，就要投入到生產(chǎn)加工過程中，這樣就能最大限度地發(fā)揮其作用，也就不會造成閑置積壓了。需要注意的是，在購買設(shè)備中不要無目的的亂購，既會造成浪費(fèi)，又會使資金貶值；其次是設(shè)備的正確使用。在使用前一定要了解、掌握設(shè)備的技術(shù)性能、使用方法，對于操作式來，具體的培訓(xùn)是非常有必要的；第三，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)要及時。對于維修人員來說，掌握設(shè)備的易損點(diǎn)和故障點(diǎn)是有必要的。同時需要掌握先進(jìn)行檢測、維修手段和方法，及時檢查、排除設(shè)備故障，保證良好的運(yùn)行狀態(tài)；第四設(shè)備的改造和更新要及時。要想提高煤炭加工的效率和效益，就要使用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，不斷的改進(jìn)操作技術(shù)水平，以保持企業(yè)的競爭力。

2 計(jì)算機(jī)控制在煤炭加工中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，在煤炭加工方面已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，原來僅限于數(shù)學(xué)模型、數(shù)值模擬、過程仿真、過程控制、輔助設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策和信息管理等方面的應(yīng)用，而到了現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到應(yīng)用于人工智能技術(shù)的圖像識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳技術(shù)、專家系統(tǒng)等方面；尤其是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)已經(jīng)開始完善，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，專家系統(tǒng)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，可以有效解決煤炭加工過程中復(fù)雜的問題。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展與提高，像遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程信息管理、遠(yuǎn)程教育、聲像識別、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，在煤炭加工領(lǐng)域也得到了最大程度的發(fā)展[4]。

2.1計(jì)算機(jī)在煤炭加工的優(yōu)勢

在進(jìn)行煤炭加工時，使用計(jì)算機(jī)軟件來控制加工程序，可以有效地減少計(jì)算周期，提高人力、物力的效率。煤炭加工程序控制軟件可以利用VB等語言編制可視化的圖形用戶界面，使使用者與電腦的互動簡單、方便。

煤炭加工參數(shù)計(jì)算有其自身的特點(diǎn)，可以按照固定的理論或算法來進(jìn)行，因此計(jì)算的工作量是比較大的，如果使用人工的方式進(jìn)行計(jì)算，則造成人力資源的浪費(fèi)，這樣會使整個過程比較煩瑣、冗長。同時，人工計(jì)算也會出現(xiàn)大量的運(yùn)算錯，以至于浪費(fèi)大量的時間。而利用計(jì)算機(jī)則可以把計(jì)算周期和精確度提高好幾個檔次，尤其是工程中規(guī)律性的事件和具有固定的參數(shù)項(xiàng)目可以使用利用成熟的算法實(shí)現(xiàn)，過程則是相當(dāng)?shù)暮唵?。煤炭加工主要有煤炭洗選、型煤加工等。

2.2數(shù)學(xué)模型的建立

選煤模型：煤炭洗選加工數(shù)學(xué)模型建模技術(shù)有很多，當(dāng)前比較智能的方式是使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或是遺傳算法等，其中戈保梁等在這方面有了突破性的進(jìn)展，在選煤試驗(yàn)中建立高精度變量的非線性回歸方程，利用較少的工作量即可獲得了最佳指標(biāo)，是一種效果較好的方式。

煤炭粉碎模型： 我國的趙智明研究了一種動態(tài)數(shù)學(xué)模型，他利用階躍試驗(yàn)信號來對磨礦系統(tǒng)激勵，然后分析出單一通道輸入、輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)，形成動態(tài)數(shù)據(jù)，最后利用實(shí)時最小二乘法來實(shí)現(xiàn)磨礦靜態(tài)模型的識別，這樣可以對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的目的[5]。

2.3程序控制在煤炭加工中的應(yīng)用

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制主要的優(yōu)點(diǎn)很多，具有可重復(fù)運(yùn)行且可控性高、安全且具優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性，同時受氣候條件和場地空間影響較小等特點(diǎn)，具有良好的性價比。

1）計(jì)算機(jī)程序控制平臺的建立：根據(jù)工藝流程建立好數(shù)學(xué)模型后，利用計(jì)算機(jī)語言開發(fā)控制模塊，將指令系統(tǒng)封裝。建立控制平臺。

2）過程控制：在進(jìn)行煤炭加工過程中，通過計(jì)算機(jī)選擇控制策略來控制整個生產(chǎn)過程。以選礦來說，主要是磨礦和浮選自動控制比較重要，而在這兩個方面中又以浮洗過程最為復(fù)雜。根據(jù)煤炭加工工藝要求，要想提高髙精煤產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本就必須控制好生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，以煤炭的浮選為例，需要控制的主要參數(shù)有兩種：①需要控制特定的煤和特定的浮選機(jī)的選煤泥漿濃度在最佳值范圍內(nèi)；②需要控制特定的煤種和特定的藥劑在一個最優(yōu)值范圍內(nèi)，以提高特定的浮選機(jī)通過固定顆粒大小的能力，保證其工作效率。在浮選車間中，需要的人工勞動強(qiáng)度大，同時生產(chǎn)環(huán)境也非常差，如果改用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行控制，則可以有效地減少人工的勞動強(qiáng)度，改善生產(chǎn)環(huán)境。

在原煤洗選過程中，最基本的設(shè)備是跳汰機(jī)，跳汰選煤是一項(xiàng)復(fù)雜的程序，它主要影響原煤分層和產(chǎn)品分離，一旦出現(xiàn)問題，就會改變原煤的性質(zhì)，跳汰選煤是一個多變量過程控制方法，需要協(xié)調(diào)的控制變量主要有給料、排料、風(fēng)、水等，實(shí)際生產(chǎn)中，分別使用了五個模糊控制回路來實(shí)現(xiàn)。因此要對其進(jìn)行精確控制也必須選用計(jì)算機(jī)人工智能。

計(jì)算機(jī)被應(yīng)用到洗煤加工過程中后，經(jīng)過不斷地發(fā)展完善，其工藝流程也比較先進(jìn)。當(dāng)前的工藝流程處理比較細(xì)致、全面。煤炭加工主要的內(nèi)容有：受煤、篩分、破碎、洗選、儲存、裝車等。本文結(jié)合原煤的洗選工藝來談?wù)動?jì)算機(jī)程序控制技術(shù)在煤炭加工中的應(yīng)用，具體有以下幾個方面：

①改善煤炭凈水效果。煤炭凈水過程是一個復(fù)雜的過程，人工實(shí)現(xiàn)非常的復(fù)雜，而利用計(jì)算機(jī)則可以將很多的工序?qū)崿F(xiàn)自動化，如，當(dāng)前使用的礦物型凝聚劑所進(jìn)行的煤泥水澄清凈水模式，就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來對煤泥水膠體的形成、相互差異以及與宏觀煤泥水特性的聯(lián)系進(jìn)行分析，利用煤泥柵性是由水質(zhì)決定這一論斷來對煤泥水進(jìn)行分類，提高了凈水過程中的自動化程度。

②脫水效率提高。洗煤過程中存在的技術(shù)難點(diǎn)是進(jìn)行水分的壓縮處理。而計(jì)算機(jī)技術(shù)可以改進(jìn)脫水工藝，提高煤炭的使用價值。當(dāng)前使用的脫水設(shè)備主要是加壓過濾機(jī)，它自身就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、自動、高效的運(yùn)行，生產(chǎn)能力較高。輔以計(jì)算機(jī)控制的話，則可以將能力等級再提升一個檔次，既可以處理濃度較低、顆粒較細(xì)的浮精，還可以處理原生煤泥。

③洗煤質(zhì)量檢測。將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接上相關(guān)的設(shè)備，可以及時監(jiān)控洗煤質(zhì)量。如：自動測氫儀、微機(jī)灰熔點(diǎn)測定儀、微機(jī)量熱儀、奧亞膨脹度測定儀、工業(yè)分析儀、活性炭測定儀、煤燃點(diǎn)測定儀、煤炭結(jié)渣性測定儀、微電腦黏結(jié)指數(shù)測定儀及快速灰化爐等[6]，從而提高洗煤質(zhì)量。

④破碎處理優(yōu)化。在對結(jié)構(gòu)明顯的原煤進(jìn)行加工前需要進(jìn)行破碎處理，以便清理干凈其中的大塊雜質(zhì)?？梢岳糜?jì)算機(jī)來控制破碎機(jī)，來提高煤的精度，滿足用戶的不同需求。

3）應(yīng)用效果：利用計(jì)算機(jī)程序控制具有良好的效果，主要表現(xiàn)在：

①利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來控制煤炭加工實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理和自動化運(yùn)行，尤其是以中控平臺來實(shí)現(xiàn)全方位的控制，保證了管理的全面性和設(shè)備運(yùn)行的高度自動化。

②計(jì)算機(jī)控制既可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工藝流程的控制，也可以收集設(shè)備運(yùn)行狀況及故障信息，為決策層提供管理預(yù)案和維護(hù)決策，可最大限度的提高設(shè)備的使用效率和效益。

③減少了控制線路。利用PLC等可以最大程度減少線路和接口的數(shù)量，既降低了建設(shè)成本，又減少了維護(hù)成本。[7]

④計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還可以通過安全設(shè)置以及相關(guān)的保護(hù)裝置為煤炭加工過程提供安全保障，最大限度的減少了人工控制過程中的誤操作。

3結(jié)語

總之，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來控制煤炭的加工過程，可以為煤炭企業(yè)帶來多方面的好處，不僅將煤炭的加工效率大幅的提升，還降低了煤炭加工過程中的成本，這為煤炭企業(yè)帶來了較多的經(jīng)濟(jì)效益。同時，隨著煤炭生產(chǎn)量的持續(xù)攀升，傳統(tǒng)的煤炭加工方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用可以讓各種加工設(shè)備聯(lián)合運(yùn)用，從而解決煤炭加工中產(chǎn)生的各種問題。所以在煤炭加工生產(chǎn)過程中，發(fā)展計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是非常有必要的。

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