一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，包括：洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺；所述洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備檢測系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)呈環(huán)形串聯(lián)在同一網(wǎng)絡(luò)上。能及時解決產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定的問題。成功實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，將為進(jìn)一步的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，感知煤礦建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于選煤工藝領(lǐng)域，具體涉及一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前洗煤廠分為原煤集控、水洗、儲運三個子系統(tǒng)，并存在以下問題:
[0003]I)原煤主站、水洗主站、儲運主站三個子系統(tǒng)各自獨立，每個子系統(tǒng)擁有自己的調(diào)度監(jiān)控主機通過Modbus Plus與下位機主站連接，下位機主站也通過Modbus Plus與各子系統(tǒng)分站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。各個子系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)控主機獨立運轉(zhuǎn)、獨立調(diào)度，無法做到數(shù)據(jù)共享和?目息綜合，成為?目息孤島；
[0004]2)各子系統(tǒng)在總調(diào)度室具有單獨的調(diào)度監(jiān)測上位機，數(shù)據(jù)通過Modbus Plus數(shù)據(jù)總線傳輸，現(xiàn)場總線方式傳輸帶寬的不足，導(dǎo)致數(shù)據(jù)只限于調(diào)度室內(nèi)人員查看，降低了數(shù)據(jù)的使用效率；
[0005]3)原煤主站、水洗主站、儲運主站三個子系統(tǒng)只是實現(xiàn)了對生產(chǎn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測，未將生產(chǎn)設(shè)備的過流、過熱、振動等異常狀況納入生產(chǎn)自動化綜合保護(hù)，無法實現(xiàn)故障預(yù)警功能，存在一定的安全生產(chǎn)隱患；
[0006]4)視頻監(jiān)視采用視頻矩陣實現(xiàn)對生產(chǎn)關(guān)鍵節(jié)點的視頻監(jiān)控，由于沒有將視頻信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字化視頻流信號，導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)無法通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢監(jiān)控；
[0007]5)關(guān)鍵電機及設(shè)備沒有實現(xiàn)自動化監(jiān)測和保護(hù)，是生產(chǎn)自動化和信息化的盲區(qū)；
[0008]6)由于近年煤礦開采面的擴展和加深，煤層地質(zhì)條件日趨復(fù)雜，原煤質(zhì)量不穩(wěn)定，雜質(zhì)增多，洗煤廠原有洗煤工藝已經(jīng)逐漸不能保證洗煤質(zhì)量要求。
[0009]7)由于缺乏關(guān)鍵工藝節(jié)點參數(shù)(灰分儀、皮帶秤)參考，工人生產(chǎn)單純依靠經(jīng)驗和感覺，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性；
[0010]8)產(chǎn)品質(zhì)量重要標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)一灰分的檢測主要依靠實驗室手段，測試過程至少需要I個小時，加上數(shù)據(jù)結(jié)果人工流轉(zhuǎn)，致使產(chǎn)品質(zhì)量輸出嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)，造成產(chǎn)品質(zhì)量波動頻繁，給煤礦和集團(tuán)帶來很大經(jīng)濟(jì)損失；
[0011]9)由于洗煤工藝原煤從車間五樓經(jīng)過多道工序加工，至車間一層輸出，中間經(jīng)過若干長距離皮帶傳送，由于沒有實現(xiàn)皮帶的綜合自動化保護(hù)，無法快速確定故障點，維修工人手工排除效率低，導(dǎo)致勞動強度大，工作效率低，增加設(shè)備停工時間，降低了生產(chǎn)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的之一是為解決目前選煤系統(tǒng)故障率高及能耗高的難題，提供一種安全，低能耗的選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。
[0013]本發(fā)明提供一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括:洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺；所述洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備檢測系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)呈環(huán)形串聯(lián)在同一網(wǎng)絡(luò)上。
[0014]進(jìn)一步的:
[0015]所述洗煤控制系統(tǒng)包括:將模糊控制和PID控制結(jié)合的復(fù)合模糊控制器、灰分儀及上位機，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0016]所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)具體包括:皮帶跑偏傳感器、皮帶打滑傳感器、機頭堆煤傳感器、拉繩急停開關(guān)及監(jiān)控主機，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0017]所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)具體包括:電參數(shù)模塊、溫度傳感器、震動傳感器及電機監(jiān)測站，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0018]所述視頻檢測系統(tǒng)具體包括:視頻采集設(shè)備、視頻服務(wù)器和存儲設(shè)備，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接。
[0019]本發(fā)明還提供一種選煤工藝優(yōu)化控制方法，綜合信息化平臺通過光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)和電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制。
[0020]進(jìn)一步的，所述洗煤控制系統(tǒng)的控制方法具體包括:復(fù)合模糊控制器采集并處理灰分儀數(shù)據(jù)，將所述灰分儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)傳至上位機，所述上位機經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺，所述綜合信息化平臺可對洗煤控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。
[0021]進(jìn)一步的，所述復(fù)合模糊控制器采集并處理所述灰分儀數(shù)據(jù)具體包括:
[0022]將控制精煤產(chǎn)品灰分值的主要影響因素重介質(zhì)密度和介質(zhì)桶液位的主洗分流和加介分流箱閥門開度及蝶閥開度轉(zhuǎn)換成模糊變量，并進(jìn)行賦初值，將制定的模糊控制規(guī)則表以分段形式輸入到背景數(shù)據(jù)塊中；
[0023]由后朝前判斷各道工序的開機狀態(tài)，采集重介質(zhì)密度值和介質(zhì)桶液位值，調(diào)用控制程序塊，實現(xiàn)對重介選煤系統(tǒng)的精確控制；
[0024]采集精煤產(chǎn)品的灰分值，通過模糊PID算法計算，得到重介質(zhì)密度值，與設(shè)定值進(jìn)行比較并得出偏差，對各個執(zhí)行機構(gòu)給出控制信號，實現(xiàn)系統(tǒng)的后續(xù)控制。
[0025]進(jìn)一步的:
[0026]所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)控制方法具體為:皮帶跑偏傳感器、皮帶打滑傳感器、機頭堆煤傳感器可通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機，所述監(jiān)控主可控制拉繩急停開關(guān)，所述監(jiān)控主機經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺；
[0027]所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)控制方法具體為:電參數(shù)模塊、溫度溫度傳感器及震動傳感器將采集的的三相電壓、三相電流、實時功率、功率因數(shù)、累計電量、電機溫度及水平和垂直振動參數(shù)，經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)上傳至電機監(jiān)測站，所述電機監(jiān)測站經(jīng)所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入所述綜合信息化平臺；
[0028]所述視頻檢測系統(tǒng)控制方法具體為:視頻服務(wù)器將視頻采集設(shè)備上傳的模擬視頻信號經(jīng)視頻服務(wù)器自帶的解碼器解碼后轉(zhuǎn)換為可供處理的數(shù)字化信號，并存儲在存儲設(shè)備中。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于，使用本發(fā)明提供的一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法可使生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)自動化，順利實現(xiàn)整個洗煤過程中的信息傳遞、過程控制。能及時解決產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定的問題。成功實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，將為進(jìn)一步的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，感知煤礦建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0031]下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實施例中。
[0032]圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括:洗煤控制系統(tǒng)100、皮帶保護(hù)系統(tǒng)200、電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)400、光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)300及綜合信息化平臺500 ;所述洗煤控制系統(tǒng)100、皮帶保護(hù)系統(tǒng)200、電機及關(guān)鍵設(shè)備檢測系統(tǒng)400、視頻檢測系統(tǒng)300及綜合信息化平臺500通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)呈環(huán)形串聯(lián)在同一網(wǎng)絡(luò)上。
[0034]進(jìn)一步的:
[0035]所述洗煤控制系統(tǒng)100包括:將模糊控制和PID控制結(jié)合的復(fù)合模糊控制器102、灰分儀101及上位機103，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0036]所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)200具體包括:皮帶跑偏傳感器201、皮帶打滑傳感器202、機頭堆煤傳感器204、拉繩急停開關(guān)203及監(jiān)控主機205，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0037]所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)400具體包括:電參數(shù)模塊401、溫度傳感器402、震動傳感器403及電機監(jiān)測站404，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接；
[0038]所述視頻檢測系統(tǒng)300具體包括:視頻采集設(shè)備301、視頻服務(wù)器303和存儲設(shè)備302，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接。
[0039]本發(fā)明還提供一種選煤工藝優(yōu)化控制方法，綜合信息化平臺500通過光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)接收洗煤控制系統(tǒng)100、電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)400、皮帶保護(hù)系統(tǒng)200及視頻監(jiān)測系統(tǒng)300上傳的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制。
[0040]進(jìn)一步的，所述洗煤控制系統(tǒng)100的控制方法具體包括:復(fù)合模糊控制器102采集并處理灰分儀101數(shù)據(jù)，將所述灰分儀101數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)傳至上位機103，所述上位機103經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺500，所述綜合信息化平臺500可對洗煤控制系統(tǒng)100進(jìn)行調(diào)控。
[0041]進(jìn)一步的，所述復(fù)合模糊控制器102采集并處理所述灰分儀101數(shù)據(jù)具體包括:
[0042]將控制精煤產(chǎn)品灰分值的主要影響因素重介質(zhì)密度和介質(zhì)桶液位的主洗分流和加介分流箱閥門開度及蝶閥開度轉(zhuǎn)換成模糊變量，并進(jìn)行賦初值，將制定的模糊控制規(guī)則表以分段形式輸入到背景數(shù)據(jù)塊中；
[0043]由后朝前判斷各道工序的開機狀態(tài)，采集重介質(zhì)密度值和介質(zhì)桶液位值，調(diào)用控制程序塊，實現(xiàn)對重介選煤系統(tǒng)的精確控制；
[0044]采集精煤產(chǎn)品的灰分值，通過模糊PID算法計算，得到重介質(zhì)密度值，與設(shè)定值進(jìn)行比較并得出偏差，對各個執(zhí)行機構(gòu)給出控制信號，實現(xiàn)系統(tǒng)的后續(xù)控制。
[0045]進(jìn)一步的:
[0046]所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)200控制方法具體為:皮帶跑偏傳感器201、皮帶打滑傳感器202、機頭堆煤傳感器204可通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機205，所述監(jiān)控主，205可控制拉繩急停開關(guān)203，所述監(jiān)控主機205經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺500 ；
[0047]所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)400控制方法具體為:電參數(shù)模塊401、溫度傳感器402及震動傳感器403將采集的的三相電壓、三相電流、實時功率、功率因數(shù)、累計電量、電機溫度及水平和垂直振動參數(shù)，經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)上傳至電機監(jiān)測站404，所述電機監(jiān)測站404經(jīng)所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入所述綜合信息化平臺500 ;
[0048]所述視頻檢測系統(tǒng)300控制方法具體為:視頻服務(wù)器303將視頻采集設(shè)備301上傳的模擬視頻信號經(jīng)視頻服務(wù)器303自帶的解碼器解碼后轉(zhuǎn)換為可供處理的數(shù)字化信號，并存儲在存儲設(shè)備302中。
[0049]使用本發(fā)明提供的一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法可使生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)自動化，順利實現(xiàn)整個洗煤過程中的信息傳遞、過程控制。能及時解決產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定的問題。成功實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，將為進(jìn)一步的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，感知煤礦建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
[0050]本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對本文的實施例進(jìn)行改變。上述實施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺；所述洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)、電機及關(guān)鍵設(shè)備檢測系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)及綜合信息化平臺通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)呈環(huán)形串聯(lián)在同一網(wǎng)絡(luò)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種選煤工藝優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述洗煤控制系統(tǒng)包括:將模糊控制和PID控制結(jié)合的復(fù)合模糊控制器、灰分儀及上位機，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接； 所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)具體包括:皮帶跑偏傳感器、皮帶打滑傳感器、機頭堆煤傳感器、拉繩急停開關(guān)及監(jiān)控主機，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接； 所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)具體包括:電參數(shù)模塊、溫度傳感器、震動傳感器及電機監(jiān)測站，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接； 所述視頻檢測系統(tǒng)具體包括:視頻采集設(shè)備、視頻服務(wù)器和存儲設(shè)備，并通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)相互連接。
3.—種選煤工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于，綜合信息化平臺通過光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)接收洗煤控制系統(tǒng)、皮帶保護(hù)系統(tǒng)和電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求3所述的一種選煤工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述洗煤控制系統(tǒng)的控制方法具體包括:復(fù)合模糊控制器采集并處理灰分儀數(shù)據(jù)，將所述灰分儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)傳至上位機，所述上位機經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺，所述綜合信息化平臺可對洗煤控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。
5.如權(quán)利要求4所述的一種選煤工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述復(fù)合模糊控制器采集并處理所述灰分儀數(shù)據(jù)具體包括: 將控制精煤產(chǎn)品灰分值的主要影響因素重介質(zhì)密度和介質(zhì)桶液位的主洗分流和加介分流箱閥門開度及蝶閥開度轉(zhuǎn)換成模糊變量，并進(jìn)行賦初值，將制定的模糊控制規(guī)則表以分段形式輸入到背景數(shù)據(jù)塊中； 由后朝前判斷各道工序的開機狀態(tài)，采集重介質(zhì)密度值和介質(zhì)桶液位值，調(diào)用控制程序塊，實現(xiàn)對重介選煤系統(tǒng)的精確控制； 采集精煤產(chǎn)品的灰分值，通過模糊PID算法計算，得到重介質(zhì)密度值，與設(shè)定值進(jìn)行比較并得出偏差，對各個執(zhí)行機構(gòu)給出控制信號，實現(xiàn)系統(tǒng)的后續(xù)控制。
6.如權(quán)利要求3所述的一種選煤工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于: 所述皮帶保護(hù)系統(tǒng)控制方法具體為:皮帶跑偏傳感器、皮帶打滑傳感器、機頭堆煤傳感器可通過所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機，所述監(jiān)控主可控制拉繩急停開關(guān)，所述監(jiān)控主機經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入綜合信息化平臺； 所述電機及關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)控制方法具體為:電參數(shù)模塊、溫度溫度傳感器及震動傳感器將采集的的三相電壓、三相電流、實時功率、功率因數(shù)、累計電量、電機溫度及水平和垂直振動參數(shù)，經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)上傳至電機監(jiān)測站，所述電機監(jiān)測站經(jīng)所述光纖環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入所述綜合信息化平臺； 所述視頻檢測系統(tǒng)控制方法具體為:視頻服務(wù)器將視頻采集設(shè)備上傳的模擬視頻信號經(jīng)視頻服務(wù)器自帶的解碼器解碼后轉(zhuǎn)換為可供處理的數(shù)字化信號，并存儲在存儲設(shè)備中。
【文檔編號】G05B19/418GK104503412SQ201410833948
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】張立華, 武玉強, 盧立暉, 張文仲, 安滿林, 辛忠玉, 李華 申請人:曲阜師范大學(xué)