專利名稱：干法分選裝置的控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干法分選裝置控制系統(tǒng)及方法，尤其適用于煤炭工業(yè)生產(chǎn)中選煤裝置的控制。
背景技術(shù)：
選煤是煤炭工業(yè)生產(chǎn)中提高產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，是綜合利用資源，節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的有效途徑，也是我國世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。目前，能源發(fā)展戰(zhàn)略從能源開發(fā)型向能源經(jīng)濟(jì)效率型轉(zhuǎn)變，能源開發(fā)和節(jié)約并重，節(jié)約放在優(yōu)先地位，開發(fā)要講經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其核心是提高能源利用率。選煤是合理利用煤炭資源、保護(hù)環(huán)境的最經(jīng)濟(jì)和最有效的途徑，是煤炭加工和轉(zhuǎn)化為潔凈煤的必不可少的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前的選煤技術(shù)，主要是機(jī)械化控制，智能化程度較低，影響了選煤效率。因此，通過信息感知和控制技術(shù)的應(yīng)用，提高選煤工藝的自動(dòng)化程度，對(duì)煤炭資源的綜合利用、節(jié)約能源、減輕環(huán)境污染具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種系統(tǒng)簡單、操作簡便、能提高選煤效率的干法選煤裝置的控制系統(tǒng)及方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的干法分選裝置的控制系統(tǒng)，包括控制主機(jī)，控制主機(jī)的輸入端分別設(shè)有設(shè)在渦輪分選裝置進(jìn)料口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器、設(shè)在風(fēng)選裝置煤粉出料口的出料煤粉介質(zhì)傳感器和煤矸石出料口的出料煤矸石介質(zhì)傳感器，控制主機(jī)的輸出端分別設(shè)有渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器和螺旋輸料控制器；所述的渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器的輸出連接在渦輪分選裝置的渦輪電機(jī)上；所述的螺旋輸料控制器的輸出連接在螺旋輸料裝置上；所述的風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的輸出連接在風(fēng)門閥上；由進(jìn)料介質(zhì)傳感器、控制主機(jī)和渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器構(gòu)成第一級(jí)分選的控制；由出料煤粉介質(zhì)傳感器、出料煤矸石介質(zhì)傳感器、控制主機(jī)、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器和螺旋輸料控制器構(gòu)成第二級(jí)分選的控制。所述的進(jìn)料介質(zhì)傳感器、出料煤粉介質(zhì)傳感器和出料煤矸石介質(zhì)傳感器均為變介質(zhì)型電容傳感器；所述的變介質(zhì)電容傳感器包括依次連接的信號(hào)發(fā)生電路、運(yùn)算放大器、峰值檢測(cè)電路，信號(hào)發(fā)生電路、運(yùn)算放大器之間設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl,標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl與峰值檢測(cè)電路之間設(shè)有與運(yùn)算放大器相并連電容傳感器Cx。利用上述系統(tǒng)的干法分選裝置的控制方法:a、首先設(shè)定變介質(zhì)電容傳感器檢測(cè)純煤粉和純矸石粉的輸出電壓作為兩個(gè)標(biāo)定值；b、當(dāng)物料從進(jìn)料口進(jìn)入渦輪分選裝置時(shí)，設(shè)在入口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器實(shí)時(shí)采集信號(hào)，將的檢測(cè)信號(hào)傳送至控制主機(jī)，判斷選煤的物料中含矸石成分的量，控制渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器的速度進(jìn)行第一級(jí)分選；
C、當(dāng)?shù)谝患?jí)分選的物料經(jīng)螺旋輸料裝置進(jìn)入風(fēng)選裝置，通過煤粉出料口的出料煤粉介質(zhì)傳感器和煤矸石出料口的出料煤矸石介質(zhì)傳感器獲得的檢測(cè)信息，自動(dòng)控制風(fēng)門閥和螺旋輸料裝置，進(jìn)行風(fēng)量和輸料量的控制，使煤粉出料口的煤粉不含矸石，煤矸石出料口的矸石不含煤粉，實(shí)現(xiàn)了第二級(jí)分選；當(dāng)煤粉出料口的出料通過煤粉介質(zhì)傳感器檢測(cè)信號(hào)小于對(duì)純煤粉檢測(cè)的標(biāo)定值時(shí)，則判斷煤粉出料口中含有煤矸石粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置減小進(jìn)入第二級(jí)分選的料量，以及通過控制風(fēng)門閥減小風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤粉出料口的煤粉不含矸石；當(dāng)煤矸石出料口的出料通過煤矸石介質(zhì)傳感器檢測(cè)信號(hào)大于對(duì)純矸石粉檢測(cè)的標(biāo)定值時(shí)，則判斷煤矸石出料口中含有煤粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置增大進(jìn)入第二級(jí)分選的料，以及通過控制風(fēng)門閥增大風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤矸石出料口的煤矸石粉中不含煤粉。有益效果，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的能實(shí)現(xiàn)對(duì)干法分選裝置的自動(dòng)化控制，不僅可以提高干法分選裝置的選煤效率，還可以提高干法分選裝置的選煤質(zhì)量，增加精煤的生產(chǎn)率，減小資源的浪費(fèi)?？朔藗鹘y(tǒng)選煤機(jī)械化適應(yīng)差的缺點(diǎn)，可以根據(jù)不同進(jìn)料的煤質(zhì)自動(dòng)調(diào)整渦輪轉(zhuǎn)速，同時(shí)可以根據(jù)出料口的煤粉和矸石粉的檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)整螺旋輸料和風(fēng)選的風(fēng)門，使得達(dá)到最佳的選煤效果。其結(jié)構(gòu)簡單，使用操作方便，效果好，具有實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施的選煤控制系統(tǒng)框圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施的變介質(zhì)型電容傳感器原理圖。圖中:1.進(jìn)料介質(zhì)傳感器；2.出料煤粉介質(zhì)傳感器；3.出料煤矸石介質(zhì)傳感器；
4.控制主機(jī)；5.渦輪電機(jī)變頻調(diào)速控制器；6.風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器；7.螺旋輸料控制器；8.渦輪電機(jī)；9.渦輪；10.螺旋輸料裝置；11.風(fēng)門閥；12.出料取樣容器；13.渦輪分選裝置；14.風(fēng)選裝置；15.信號(hào)發(fā)生電路；16.運(yùn)算放大器；17.峰值檢測(cè)電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:如圖1所示。本發(fā)明的干法分選裝置控制系統(tǒng)主要由進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、出料煤粉介質(zhì)傳感器2、出料煤矸石介質(zhì)傳感器3、控制主機(jī)4、渦輪電機(jī)變頻調(diào)速控制器5、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6和螺旋輸料控制器7構(gòu)成。所述的控制主機(jī)4的輸入端分別設(shè)有設(shè)在渦輪分選裝置13進(jìn)料口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、設(shè)在風(fēng)選裝置14煤粉出料口 A處的出料煤粉介質(zhì)傳感器2和煤矸石出料口 B處的出料煤矸石介質(zhì)傳感器3，控制主機(jī)4的輸出端分別設(shè)有渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6和螺旋輸料控制器7 ;所述的渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5的輸出連接在渦輪分選裝置13的渦輪電機(jī)8上；所述的螺旋輸料控制器7的輸出連接在螺旋輸料裝置10上；所述的風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6的輸出連接在風(fēng)門閥11上；由進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、控制主機(jī)4和渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5構(gòu)成第一級(jí)分選的控制；由出料煤粉介質(zhì)傳感器2、出料煤矸石介質(zhì)傳感器3、控制主機(jī)4、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6和螺旋輸料控制器7構(gòu)成第二級(jí)分選的控制。所述的進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、出料煤粉介質(zhì)傳感器2和出料煤矸石介質(zhì)傳感器3均為變介質(zhì)型電容傳感器，分別安裝在進(jìn)料口和出料取樣容器12中。所述的風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6的輸出連接風(fēng)門閥11可控制風(fēng)門的大小，以調(diào)整第二級(jí)分選的效果。所述的螺旋輸料控制器7的輸出連接螺旋輸料裝置10以控制進(jìn)入第二級(jí)分選的輸料量的大小。所述的進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、控制主機(jī)4和渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5控制第一級(jí)分選(粗選)；所述的出料煤粉介質(zhì)傳感器2出料煤矸石介質(zhì)傳感器3、控制主機(jī)風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器和螺旋輸料控制器控制第二級(jí)分選(精選)。 如圖2所示，第一級(jí)分選控制系統(tǒng)包括進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、渦輪電機(jī)8、渦輪9和渦流分選裝置13，其中渦輪電機(jī)8接渦輪電機(jī)變頻調(diào)速控制器；第二級(jí)分選控制系統(tǒng)包括螺旋輸料裝置10、風(fēng)門閥11、出料取樣容器12、風(fēng)選裝置14、出料煤粉介質(zhì)傳感器2和出料煤矸石介質(zhì)傳感器3，其中螺旋輸料裝置10的驅(qū)動(dòng)電機(jī)接螺旋輸料控制器7，風(fēng)門閥11通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)接風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器6。煤粉從出料口噴出，通過出料口的擋板部分掉入出料取樣容器12，出料取樣容器12的底部有可調(diào)整大小的出口，可以保證容器中的煤樣覆蓋里面的介質(zhì)傳感器極板，同時(shí)也不斷地?fù)Q新的煤粉進(jìn)入。矸石粉的取樣也采用相同原理。圖3所示是變介質(zhì)電容傳感器原理框圖，檢測(cè)電路由信號(hào)發(fā)生電路15、運(yùn)算放大器16、峰值檢測(cè)電路17、標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl和電容傳感器Cx構(gòu)成。信號(hào)發(fā)生電路15、運(yùn)算放大器16、峰值檢測(cè)電路17依次連接，信號(hào)發(fā)生電路15、運(yùn)算放大器16之間設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl，標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl與峰值檢測(cè)電路17之間設(shè)有與運(yùn)算放大器16相并連電容傳感器Cx。其中Cx是電容傳感器代表進(jìn)料介質(zhì)傳感器1、出料煤粉介質(zhì)傳感器2和出料煤矸石介質(zhì)傳感器3。信號(hào)發(fā)生電路15的信號(hào)選擇波形發(fā)生器電路ICL8038，運(yùn)算放大器16的型號(hào)選擇LM324，峰值檢測(cè)電路17的型號(hào)選擇PKD01。輸出信號(hào)與電容傳感器Cx的電容值成比例，通過電容傳感器的電容值變化檢測(cè)進(jìn)料介質(zhì)、出料煤粉介質(zhì)和出料煤矸石介質(zhì)中煤粉和矸石的比例。利用上述控制系統(tǒng)對(duì)干法分選裝置的控制方法:a、首先設(shè)定變介質(zhì)電容傳感器檢測(cè)純煤粉和純矸石粉的輸出電壓作為標(biāo)定值，假設(shè)變介質(zhì)電容傳感器檢測(cè)的純煤粉的輸出電壓標(biāo)定值為M，檢測(cè)的純煤矸石粉的輸出電壓標(biāo)定值為N ；b、當(dāng)物料從進(jìn)料口進(jìn)入渦輪分選裝置13時(shí)，設(shè)在入口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器I實(shí)時(shí)采集信號(hào)，將的檢測(cè)信號(hào)傳送至控制主機(jī)4，判斷選煤的物料中含矸石成分的量，控制渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5的速度進(jìn)行第一級(jí)分選；C、當(dāng)?shù)谝患?jí)分選的物料經(jīng)螺旋輸料裝置10進(jìn)入風(fēng)選裝置14，利用煤粉出料口 A的出料煤粉介質(zhì)傳感器2和煤矸石出料口 B的出料煤矸石介質(zhì)傳感器3獲得的檢測(cè)信息，自動(dòng)控制風(fēng)門閥11和螺旋輸料裝置10，通過風(fēng)量和輸料量的控制，使煤粉出料口的煤粉不含矸石，煤矸石出料口的矸石不含煤粉，實(shí)現(xiàn)了第二級(jí)分選；當(dāng)煤粉出料口A的出料通過煤粉介質(zhì)傳感器2檢測(cè)信號(hào)小于對(duì)純煤粉檢測(cè)的標(biāo)定值，則判斷煤粉出料口 A中含有煤矸石粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置10減小進(jìn)入第二級(jí)分選的料，以及通過控制風(fēng)門閥11減小風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤粉出料口 A的煤粉不含矸石；
當(dāng)煤矸石出料口 B的出料通過煤矸石介質(zhì)傳感器3檢測(cè)信號(hào)大于對(duì)純矸石粉檢測(cè)的標(biāo)定值時(shí)，則判斷煤矸石出料口 B中含有煤粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置10增大進(jìn)入第二級(jí)分選的料，以及通過控制風(fēng)門閥11增大風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤矸石出料口 B的煤矸石粉中不含煤粉。當(dāng)進(jìn)料介質(zhì)傳感器I的檢測(cè)值如果大于(M_N)/2，則表示煤粉比例高于煤矸石粉，反之煤粉比例小于煤矸石粉；出料煤粉介質(zhì)傳感器2的檢測(cè)值如果小于M，則表示出料中含有煤砰石粉；出料煤砰石介質(zhì)傳感器3的檢測(cè)值如果大于N,則表不出料中含有煤粉。第一級(jí)分選和第二級(jí)分選的原理為重力原理，即關(guān)鍵煤粉和煤矸石粉的重力不同進(jìn)行分選。在第一級(jí)中，根據(jù)進(jìn)料介質(zhì)傳感器I的信號(hào)，初步判斷煤矸石所占的比例，煤矸石比例大，則渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器5控制產(chǎn)生較大的風(fēng)渦流，將較大顆粒的煤矸石初步選出，剩下含煤粉的料進(jìn)入第二級(jí)分選系統(tǒng)，在第二級(jí)分選系統(tǒng)中，則根據(jù)利用煤粉出料口 A的出料煤粉介質(zhì)傳感器2和煤矸石出料口 B的出料煤矸石介質(zhì)傳感器3獲得的檢測(cè)信息，判斷是否達(dá)到最佳分選效果，并進(jìn)行自動(dòng)控制。
權(quán)利要求
1.一種干法分選裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括控制主機(jī)(4)，控制主機(jī)(4)的輸入端分別設(shè)有設(shè)在渦輪分選裝置(13)進(jìn)料口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器(I)、設(shè)在風(fēng)選裝置(14)煤粉出料口㈧的出料煤粉介質(zhì)傳感器(2)和煤矸石出料口⑶的出料煤矸石介質(zhì)傳感器(3)，控制主機(jī)(4)的輸出端分別設(shè)有渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器(5)、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器(6)和螺旋輸料控制器(7);所述的渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器(5)的輸出連接在渦輪分選裝置(13)的渦輪電機(jī)(8)上；所述的螺旋輸料控制器(7)的輸出連接在螺旋輸料裝置(10)上；所述的風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器(6)的輸出連接在風(fēng)門閥(11)上；由進(jìn)料介質(zhì)傳感器(I)、控制主機(jī)(4)和渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器(5)構(gòu)成第一級(jí)分選的控制；由出料煤粉介質(zhì)傳感器(2)、出料煤矸石介質(zhì)傳感器(3)、控制主機(jī)(4)、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器(6)和螺旋輸料控制器(7)構(gòu)成第二級(jí)分選的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法分選裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的進(jìn)料介質(zhì)傳感器(I)、出料煤粉介質(zhì)傳感器(2)和出料煤矸石介質(zhì)傳感器(3)均為變介質(zhì)型電容傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干法分選裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的變介質(zhì)電容傳感器包括依次連接的信號(hào)發(fā)生電路(15)、運(yùn)算放大器(16)、峰值檢測(cè)電路(17)，信號(hào)發(fā)生電路(15)、運(yùn)算放大器(16)之間設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl，標(biāo)準(zhǔn)電容Ctl與峰值檢測(cè)電路(17)之間設(shè)有與運(yùn)算放大器(16)相并連電容傳感器Cx。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的干法分選裝置的控制方法，其特征在于: a、首先設(shè)定變介質(zhì)電容傳感器檢測(cè)純煤粉和純矸石粉的輸出電壓作為兩個(gè)標(biāo)定值； b、當(dāng)物料從進(jìn)料口進(jìn)入渦輪分選裝置(13)時(shí)，設(shè)在入口處的進(jìn)料介質(zhì)傳感器(I)實(shí)時(shí)采集信號(hào)，將的檢測(cè)信號(hào)傳送至控制主機(jī)(4)，判斷選煤的物料中含矸石成分的量，控制渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器(5)的速度進(jìn)行第一級(jí)分選； C、當(dāng)?shù)谝患?jí)分選的物料經(jīng)螺旋輸料裝置(10)進(jìn)入風(fēng)選裝置(14)，通過煤粉出料口(A)的出料煤粉介質(zhì)傳感器(2)和煤矸石出料口(B)的出料煤矸石介質(zhì)傳感器(3)獲得的檢測(cè)信息，自動(dòng)控制風(fēng)門閥(11)和螺旋輸料裝置(10)，進(jìn)行風(fēng)量和輸料量的控制，使煤粉出料口的煤粉不含矸石，煤矸石出料口的矸石不含煤粉，實(shí)現(xiàn)了第二級(jí)分選； 當(dāng)煤粉出料口㈧的出料通過煤粉介質(zhì)傳感器⑵檢測(cè)信號(hào)小于對(duì)純煤粉檢測(cè)的標(biāo)定值時(shí)，則判斷煤粉出料口(A)中含有煤矸石粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置(10)減小進(jìn)入第二級(jí)分選的料量，以及通過控制風(fēng)門閥(11)減小風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤粉出料口(A)的煤粉不含矸石； 當(dāng)煤矸石出料口(B)的出料通過煤矸石介質(zhì)傳感器(3)檢測(cè)信號(hào)大于對(duì)純矸石粉檢測(cè)的標(biāo)定值時(shí)，則判斷煤矸石出料口(B)中含有煤粉，此時(shí)通過控制螺旋輸料裝置(10)增大進(jìn)入第二級(jí)分選的料，以及通過控制風(fēng)門閥(11)增大風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，最終使煤矸石出料口(B)的煤矸石粉中不含煤粉。
全文摘要
一種干法分選裝置的控制系統(tǒng)及方法，控制系統(tǒng)包括進(jìn)料介質(zhì)傳感器、出料煤粉介質(zhì)傳感器、出料煤矸石介質(zhì)傳感器、控制主機(jī)、渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器、風(fēng)門調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器和螺旋輸料控制器。當(dāng)物料分選時(shí)，通過進(jìn)料介質(zhì)傳感器實(shí)時(shí)采集信號(hào)，將的檢測(cè)信號(hào)傳送至控制主機(jī)，判斷選煤的物料中含矸石成分的量，控制渦流電機(jī)變頻調(diào)速控制器的速度進(jìn)行粗選；當(dāng)粗選的物料進(jìn)入風(fēng)選裝置，通過出料煤矸石介質(zhì)傳感器獲得檢測(cè)信息，自動(dòng)控制風(fēng)門閥和螺旋輸料裝置，實(shí)現(xiàn)了精選?？朔藗鹘y(tǒng)選煤機(jī)械化適應(yīng)差的缺點(diǎn)，可根據(jù)不同進(jìn)料的煤質(zhì)自動(dòng)調(diào)整渦輪轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)出料口的煤粉和矸石粉的檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)整螺旋輸料和風(fēng)選的風(fēng)門，達(dá)到最佳的選煤效果。
文檔編號(hào)B07B11/02GK103121011SQ20131004700
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者童敏明, 童紫原, 李猛 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)