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[摘 要]通过对重介密度控制的自动化改造，使重介选煤生产过程中密度控制的稳定性和准确性得到了有效提升，降低了人为操作和现场控制环境等因素对重介密度的影响，提高了选煤生产质量和效益。
[关键词]重介密度；可编程控制器（PLC）；自动控制
中图分类号：TB486+.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0064-01
0 前言
重介选煤技术目前是国内外煤炭分选普遍使用的一种方法，其以分选精度高、分选密度调节范围宽为显著特点。重介质选煤的基本原理是利用密度介于精煤和矸石之间的重介质悬浮液进行分选的，根据不同的煤种改變重介密度的大小从而实现产品质量的控制，生产出适合用户需要的精煤。由此可见，如何控制好重介密度是整个重介选煤技术中的关键。在实际生产过程中，由于重介密度不稳定和不准确等因素导致的精煤质量事故时有发生，给选煤生产带来了不利局面。
1 重介密度自动控制系统的基本构成
该控制系统主要包括密度探测器、分流机构、粗调补水阀、细调补水阀、液位计、压力传感器等。密度探测器是用于检测进入旋流器内悬浮液的密度大小，一般安装在悬浮液入料泵上方管道壁上。分流机构有两方面的作用，一是调节合格介质桶内煤泥含量，二是控制合格介质桶内的介质含量，间接控制悬浮液密度。粗调补水阀主要在生产刚开始时悬浮液密度与设定值偏差太大，向合格介质桶内快速加减水使悬浮液密度尽快趋于平衡。细调补水阀则是在生产过程中出现悬浮液密度波动进行细微调节。液位计用于合格介质桶内液位的测量。压力传感器用来检测悬浮液进入旋流器时的入口压力。
2 PLC硬件及软件配置
系统选用施耐德公司Modicon Quantum系列PLC硬件，控制CPU模块采用CPU 53414B，电源模块CPS 11420，通讯模块CRP 93200，数字量输入模块DAI 74000，数字量输出模块 85300，模拟量输入模块ACI 04000，上位机及操作员工控机与PLC通讯通过16口以太网交换机TL-SF1016，PLC主站与分站之间以两路同轴电缆为通讯方式。PLC采用Concept V2.6 编程软件，具有强大的梯形图面向用户，其电路图符号和表达式与实际接线非常相识、形象、直观，且易于掌握及修改，有实用的功能块和仿真功能该系统上位机中采用的是FIX32组态软件，可以在线监控、随时设置和修改控制参数，以适应重介密度过程控制的需要。
3 重介密度控制原理
3.1 悬浮密度的测量与控制
在该系统中，重介密度的变化受到多种因素的影响，而进行调节的执行器也不止一种方式，整个系统首先要保证稳定性和准确性，然后必须实现闭环自动控制。图1就具体的重介密度变化及应对调节方式进行分析。
（1）当测量值（ρ2）大于设定值（ρ1）50g/l时，测量值密度超高，PLC控制粗调补水阀向合格介质桶内大量加水，使密度逐渐降低至设定值与实际值差值在50g/l以内时，粗调补水阀停止，细调补水阀开启，开始向悬浮液管道内注水，进行精细调节，以使实际密度值与设定值在误差0.5%波动的允许范围内。
（2）当测量值（ρ2）小于设定值（ρ1）50g/l，此时悬浮液密度超低，PLC控制粗调补水阀逐渐关闭，减小补水量使密度提高，当设定值与实际值差值在50g/l以内时，粗调补水阀停止，细调补水阀逐渐关闭，减小向悬浮液管道内补水，进行精细调节，以使实际密度值与设定值在误差0.5%波动的范围内（见图1）。
3.2 煤泥含量控制
合格介质悬浮液中的煤泥含量是该系统利用已知的悬浮液密度、悬浮液中磁性物的含量计算得到的。煤泥含量的控制是通过调节分流机构的开度来控制分流量，从而有效控制煤泥含量，稳定悬浮液的粘度。图2为煤泥含量控制调节图（见图2）。
4 结束语
基于PLC的自动控制技术用于选煤厂重介密度自动调节的设计，提供了稳定的重介密度自动控制，使操作人员可以更直观、实时监控和控制重介选煤系统的工艺参数，智能化的组态软件可以实现生产过程中重要参数的查询、记录、打印报表等功能。改善重介选煤复杂的操作流程、减少介质消耗、保证产品质量，降低选煤成本，提高重介质选煤的经济效益。
参考文献
[1]中国煤炭加工利用协会组织编写.选煤厂电气设备安装与维护，北京：中国矿业大学出版社，2006.
[2]郑阿奇，徐斌，施耐德PLC应用技术.北京：电子工业出版社，2011.[3]吴丰顺，PID控制技术.北京：机械工业出版社，2011.
[关键词]重介密度；可编程控制器（PLC）；自动控制
中图分类号：TB486+.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0064-01
0 前言
重介选煤技术目前是国内外煤炭分选普遍使用的一种方法，其以分选精度高、分选密度调节范围宽为显著特点。重介质选煤的基本原理是利用密度介于精煤和矸石之间的重介质悬浮液进行分选的，根据不同的煤种改變重介密度的大小从而实现产品质量的控制，生产出适合用户需要的精煤。由此可见，如何控制好重介密度是整个重介选煤技术中的关键。在实际生产过程中，由于重介密度不稳定和不准确等因素导致的精煤质量事故时有发生，给选煤生产带来了不利局面。
1 重介密度自动控制系统的基本构成
该控制系统主要包括密度探测器、分流机构、粗调补水阀、细调补水阀、液位计、压力传感器等。密度探测器是用于检测进入旋流器内悬浮液的密度大小，一般安装在悬浮液入料泵上方管道壁上。分流机构有两方面的作用，一是调节合格介质桶内煤泥含量，二是控制合格介质桶内的介质含量，间接控制悬浮液密度。粗调补水阀主要在生产刚开始时悬浮液密度与设定值偏差太大，向合格介质桶内快速加减水使悬浮液密度尽快趋于平衡。细调补水阀则是在生产过程中出现悬浮液密度波动进行细微调节。液位计用于合格介质桶内液位的测量。压力传感器用来检测悬浮液进入旋流器时的入口压力。
2 PLC硬件及软件配置
系统选用施耐德公司Modicon Quantum系列PLC硬件，控制CPU模块采用CPU 53414B，电源模块CPS 11420，通讯模块CRP 93200，数字量输入模块DAI 74000，数字量输出模块 85300，模拟量输入模块ACI 04000，上位机及操作员工控机与PLC通讯通过16口以太网交换机TL-SF1016，PLC主站与分站之间以两路同轴电缆为通讯方式。PLC采用Concept V2.6 编程软件，具有强大的梯形图面向用户，其电路图符号和表达式与实际接线非常相识、形象、直观，且易于掌握及修改，有实用的功能块和仿真功能该系统上位机中采用的是FIX32组态软件，可以在线监控、随时设置和修改控制参数，以适应重介密度过程控制的需要。
3 重介密度控制原理
3.1 悬浮密度的测量与控制
在该系统中，重介密度的变化受到多种因素的影响，而进行调节的执行器也不止一种方式，整个系统首先要保证稳定性和准确性，然后必须实现闭环自动控制。图1就具体的重介密度变化及应对调节方式进行分析。
（1）当测量值（ρ2）大于设定值（ρ1）50g/l时，测量值密度超高，PLC控制粗调补水阀向合格介质桶内大量加水，使密度逐渐降低至设定值与实际值差值在50g/l以内时，粗调补水阀停止，细调补水阀开启，开始向悬浮液管道内注水，进行精细调节，以使实际密度值与设定值在误差0.5%波动的允许范围内。
（2）当测量值（ρ2）小于设定值（ρ1）50g/l，此时悬浮液密度超低，PLC控制粗调补水阀逐渐关闭，减小补水量使密度提高，当设定值与实际值差值在50g/l以内时，粗调补水阀停止，细调补水阀逐渐关闭，减小向悬浮液管道内补水，进行精细调节，以使实际密度值与设定值在误差0.5%波动的范围内（见图1）。
3.2 煤泥含量控制
合格介质悬浮液中的煤泥含量是该系统利用已知的悬浮液密度、悬浮液中磁性物的含量计算得到的。煤泥含量的控制是通过调节分流机构的开度来控制分流量，从而有效控制煤泥含量，稳定悬浮液的粘度。图2为煤泥含量控制调节图（见图2）。
4 结束语
基于PLC的自动控制技术用于选煤厂重介密度自动调节的设计，提供了稳定的重介密度自动控制，使操作人员可以更直观、实时监控和控制重介选煤系统的工艺参数，智能化的组态软件可以实现生产过程中重要参数的查询、记录、打印报表等功能。改善重介选煤复杂的操作流程、减少介质消耗、保证产品质量，降低选煤成本，提高重介质选煤的经济效益。
参考文献
[1]中国煤炭加工利用协会组织编写.选煤厂电气设备安装与维护，北京：中国矿业大学出版社，2006.
[2]郑阿奇，徐斌，施耐德PLC应用技术.北京：电子工业出版社，2011.[3]吴丰顺，PID控制技术.北京：机械工业出版社，2011.