计算机程序控制技术在煤炭加工中的应用

吴东林　张玉华

摘要：企业进行煤炭加工时，由于多方面的原因，会对煤炭的质量产生影响。因此，只要提高煤炭加工技术水平，可以在很大程度上提高煤炭的质量。随着计算机技术的不断发展，这一技术难题得到了有效的解决。通过计算机技术来控制煤炭的加工，既可以提高煤炭加工的效率，还可以降低加工成本，解决加工难度问题，同时也降低了安全风险，保证了企业效益的最大化。

关键词：煤炭加工；程序控制

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：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

当前，由于科学技术得到了迅猛的发展，这也使得在煤炭加工方面也有了极大的提高，机械化、自动化程度已经上升到一个新的台阶。煤炭生产设备为煤炭的生产加工提高了生产、经营效益，也进一步改善了市场的竞争力，成为煤炭企业的重要资产。随着煤炭生产加工设备的增多，设备管理成为煤炭企业不得不面对的问题。煤炭加工是对煤炭进行一定的机械化处理，提高其附加值，保证企业效益的一种行为。在这个过程中，设备性能的好坏、运转效率的高低决定了煤炭加工的质量和生产能力，从而最终影响企业煤炭加工效益。因此如何进行煤炭加工设备的管理和组织就成为当前必须面对的重要课题。

1 计算机控制技术和煤炭加工

1.1计算机控制技术

计算机控制技术是以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础发展起来的一门科学技术，它的核心是计算机控制技术，利用单片机技术、可编程控制技术以及计算机网络技术等来安全、精密的控制生产设备的运转，使整个机械系统可以以最科学的程序自动运行[1]。

在计算机控制技术中，工业控制计算机（简称工控机）是整个技术的核心，它通过指令系统将生产过程加以自动控制。它的组成主要是两部分：控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和控制对象。由于现代计算机技术和现代控制理论的不断发展，计算机控制技术应用也越来越广泛，遍及了工业、农业、医学、国防、航空航天等诸多领域当中。

计算机程序控制技术与其他的计算机技术是有很大的区别，该技术主要用来完成自动控制工业设备的目的，具体的功能是进行顺序控制、逻辑控制、变量参数控制、智能控制等[2]。

在计算机程序控制过程中，相关的设备主要完成两个功能：监测和控制。监测就是以传感器为前端进行相关物理量的采集，然后转换为电量，采样后通过模/数（A/D） 转换成计算机数据，并最终输入计算机。 控制则是计算机通过一定的数学模型对输入数据进行运算，将运行结果输出，然后通过数/模（D/A） 转换后发送到相关的执行机构执行[3]。

1.2 煤炭加工

1.2.1 煤炭加工过程管理要求

在煤炭加工过程中，尤其是设备需要进行全过程的管理。其目的是实行全方位的对设备进行监控，从采购、安装、使用以及维护、检修等，形成系统的综合管理，可以提高其使用寿命周期，保证企业的最大效益。这就需要较高的科学水平，计算机技术和自动化水平的提高给出的技术支持。当然，多专业人才与科学技术结合起来共同管理是提高管理水平的最佳途径。同时在设备的维修方面，也需要进行综合监控、管理，以保持设备良好的工作状态，最大限度的延长设备的寿命，提高设备的工作效能。煤炭加工过程管理是一个高科技、现代化的管理过程，需要将设备与人员充分调动起来，实行全员参与管理。

1.2.2 煤炭加工管理的具体任务

煤炭加工管理的任务主要是设备的管理，具体的管理任务主要有三点：首先是设备的正确选择，这样可以减少和消除设备积压的状况。这需要根据企业的现状和实际情况来进行选择，在条件允许的情况下尽量选用技术行进、性能相对可靠而且经济的设备。一旦购置后，就要投入到生产加工过程中，这样就能最大限度地发挥其作用，也就不会造成闲置积压了。需要注意的是，在购买设备中不要无目的的乱购，既会造成浪费，又会使资金贬值；其次是设备的正确使用。在使用前一定要了解、掌握设备的技术性能、使用方法，对于操作式来，具体的培训是非常有必要的；第三，设备维护保养要及时。对于维修人员来说，掌握设备的易损点和故障点是有必要的。同时需要掌握先进行检测、维修手段和方法，及时检查、排除设备故障，保证良好的运行状态；第四设备的改造和更新要及时。要想提高煤炭加工的效率和效益，就要使用先进的技术设备，不断的改进操作技术水平，以保持企业的竞争力。

2 计算机控制在煤炭加工中的应用

随着计算机技术的日新月异，在煤炭加工方面已经有了巨大的发展，原来仅限于数学模型、数值模拟、过程仿真、过程控制、辅助设计、技术经济决策和信息管理等方面的应用，而到了现在已经发展到应用于人工智能技术的图像识别、人工神经网络、遗传技术、专家系统等方面；尤其是人工神经网络和专家系统已经开始完善，成为当前的研究热点，专家系统与数学模型相结合，可以有效解决煤炭加工过程中复杂的问题。而随着网络技术和多媒体技术的发展与提高，像远程监控、远程信息管理、远程教育、声像识别、虚拟现实等应用领域也越来越广，在煤炭加工领域也得到了最大程度的发展[4]。

2.1计算机在煤炭加工的优势

在进行煤炭加工时，使用计算机软件来控制加工程序，可以有效地减少计算周期，提高人力、物力的效率。煤炭加工程序控制软件可以利用VB等语言编制可视化的图形用户界面，使使用者与电脑的互动简单、方便。

煤炭加工参数计算有其自身的特点，可以按照固定的理论或算法来进行，因此计算的工作量是比较大的，如果使用人工的方式进行计算，则造成人力资源的浪费，这样会使整个过程比较烦琐、冗长。同时，人工计算也会出现大量的运算错，以至于浪费大量的时间。而利用计算机则可以把计算周期和精确度提高好几个档次，尤其是工程中规律性的事件和具有固定的参数项目可以使用利用成熟的算法实现，过程则是相当的简单。煤炭加工主要有煤炭洗选、型煤加工等。

2.2数学模型的建立

选煤模型：煤炭洗选加工数学模型建模技术有很多，当前比较智能的方式是使用人工神经网络算法或是遗传算法等，其中戈保梁等在这方面有了突破性的进展，在选煤试验中建立高精度变量的非线性回归方程，利用较少的工作量即可获得了最佳指标，是一种效果较好的方式。

煤炭粉碎模型： 我国的赵智明研究了一种动态数学模型，他利用阶跃试验信号来对磨矿系统激励，然后分析出单一通道输入、输出的相关数据，形成动态数据，最后利用实时最小二乘法来实现磨矿静态模型的识别，这样可以对相关的参数进行动态补偿，达到准确预报的目的[5]。

2.3程序控制在煤炭加工中的应用

使用计算机进行控制主要的优点很多，具有可重复运行且可控性高、安全且具优良的经济性，同时受气候条件和场地空间影响较小等特点，具有良好的性价比。

1）计算机程序控制平台的建立：根据工艺流程建立好数学模型后，利用计算机语言开发控制模块，将指令系统封装。建立控制平台。

2）过程控制：在进行煤炭加工过程中，通过计算机选择控制策略来控制整个生产过程。以选矿来说，主要是磨矿和浮选自动控制比较重要，而在这两个方面中又以浮洗过程最为复杂。根据煤炭加工工艺要求，要想提高髙精煤产量、降低生产成本就必须控制好生产过程中的各种参数，以煤炭的浮选为例，需要控制的主要参数有两种：①需要控制特定的煤和特定的浮选机的选煤泥浆浓度在最佳值范围内；②需要控制特定的煤种和特定的药剂在一个最优值范围内，以提高特定的浮选机通过固定颗粒大小的能力，保证其工作效率。在浮选车间中，需要的人工劳动强度大，同时生产环境也非常差，如果改用计算机来进行控制，则可以有效地减少人工的劳动强度，改善生产环境。

在原煤洗选过程中，最基本的设备是跳汰机，跳汰选煤是一项复杂的程序，它主要影响原煤分层和产品分离，一旦出现问题，就会改变原煤的性质，跳汰选煤是一个多变量过程控制方法，需要协调的控制变量主要有给料、排料、风、水等，实际生产中，分别使用了五个模糊控制回路来实现。因此要对其进行精确控制也必须选用计算机人工智能。

计算机被应用到洗煤加工过程中后，经过不断地发展完善，其工艺流程也比较先进。当前的工艺流程处理比较细致、全面。煤炭加工主要的内容有：受煤、筛分、破碎、洗选、储存、装车等。本文结合原煤的洗选工艺来谈谈计算机程序控制技术在煤炭加工中的应用，具体有以下几个方面：

①改善煤炭净水效果。煤炭净水过程是一个复杂的过程，人工实现非常的复杂，而利用计算机则可以将很多的工序实现自动化，如，当前使用的矿物型凝聚剂所进行的煤泥水澄清净水模式，就是利用计算机系统来对煤泥水胶体的形成、相互差异以及与宏观煤泥水特性的联系进行分析，利用煤泥栅性是由水质决定这一论断来对煤泥水进行分类，提高了净水过程中的自动化程度。

②脱水效率提高。洗煤过程中存在的技术难点是进行水分的压缩处理。而计算机技术可以改进脱水工艺，提高煤炭的使用价值。当前使用的脱水设备主要是加压过滤机，它自身就可以实现节能、自动、高效的运行，生产能力较高。辅以计算机控制的话，则可以将能力等级再提升一个档次，既可以处理浓度较低、颗粒较细的浮精，还可以处理原生煤泥。

③洗煤质量检测。将计算机控制系统连接上相关的设备，可以及时监控洗煤质量。如：自动测氢仪、微机灰熔点测定仪、微机量热仪、奥亚膨胀度测定仪、工业分析仪、活性炭测定仪、煤燃点测定仪、煤炭结渣性测定仪、微电脑黏结指数测定仪及快速灰化炉等[6]，从而提高洗煤质量。

④破碎处理优化。在对结构明显的原煤进行加工前需要进行破碎处理，以便清理干净其中的大块杂质。可以利用计算机来控制破碎机，来提高煤的精度，满足用户的不同需求。

3）应用效果：利用计算机程序控制具有良好的效果，主要表现在：

①利用计算机控制技术来控制煤炭加工实现了数字化管理和自动化运行，尤其是以中控平台来实现全方位的控制，保证了管理的全面性和设备运行的高度自动化。

②计算机控制既可以实现现场工艺流程的控制，也可以收集设备运行状况及故障信息，为决策层提供管理预案和维护决策，可最大限度的提高设备的使用效率和效益。

③减少了控制线路。利用PLC等可以最大程度减少线路和接口的数量，既降低了建设成本，又减少了维护成本。[7]

④计算机控制系统还可以通过安全设置以及相关的保护装置为煤炭加工过程提供安全保障，最大限度的减少了人工控制过程中的误操作。

3结语

总之，利用计算机控制系统来控制煤炭的加工过程，可以为煤炭企业带来多方面的好处，不仅将煤炭的加工效率大幅的提升，还降低了煤炭加工过程中的成本，这为煤炭企业带来了较多的经济效益。同时，随着煤炭生产量的持续攀升，传统的煤炭加工方式已经不能满足当前生产需要，而计算机技术的运用可以让各种加工设备联合运用，从而解决煤炭加工中产生的各种问题。所以在煤炭加工生产过程中，发展计算机控制技术是非常有必要的。

参考文献：

[1]江雪，唐明.多级分布式计算机控制技术在港口煤炭装卸过程中的应用[J].新技术新工艺，2001（5）：9-12.

[2] 王家诚.走循环经济之路 确保煤炭产业可持续发展[A]；循环经济与煤炭产业可持续发展文集[C]，2006.

[3] 张静.煤矿设备管理中计算机信息化系统的应用[J].煤炭技术，2013（10）：56-59.

[4] 陈铎，王刚.基于矿山物联网的设备动态管理系统[J].工矿自动化；2013（05）：34-36.

[5] 李志民，伍冬，探析煤炭加工中计算机控制系统的作用[J].煤炭技术，2013（10）：83-86.

[6]中国煤炭加工利用协会组织.选煤厂计算机应用[M].中国矿业大学出版社，2007.

[7]李馨，白凤娥.便携式矿井地质探测仪的硬件设计[A].AECC专题学术研讨会论文集[C]，2007.