摘要：本文介绍了选煤厂的现状，阐述了选煤厂自动化控制系统的组成和功能，并对其在选煤厂智能化进程中的应用进行了阐述，并提出了一种具有控制和管理功能的计算机系统。本文通过对选煤厂智能化技术与装备现状的调查，指出了现阶段选煤厂智能化技术、装备的技术水平及存在的问题，提出了该领域的技术、装备工作的重点；在企业的发展过程中，既要有积极的进取心，又要防止盲目的急躁，要以达到经济效益、社会效益和安全为目标。 关键词：煤炭选矿；智能化；技术与装备；智能化管理；智能决策
引言：
煤炭工业在电气智能化、计算机应用等领域取得了长足的进步，目前，我国能源消费中超过70%的煤炭消费量，在“双碳”政策下，煤炭消费总量和增长速度在可预见的未来会被压缩，但即便煤炭已不被用作燃料，仍是国家的主要能源和基本能源。第四次工业革命，就是科技的变革，是煤炭工业的一段历史，是煤炭工业坚持科技创新，推动科技进步，依靠科技创新、科技进步，实现煤炭工业科学发展、跨越发展、转型发展的历史。选煤业向智能化方向
发展是时代发展的必然趋势。选煤厂要靠科技进步来提升企业的经营水平，而智能化技术将是选煤工业发展的主要趋势。《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》是国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、教育部等部门共同发布的。中国煤矿在制定T/CCT0051-2020《智能化选煤厂建设通用技术规范》等团体标准后，对其进行了规范化管理。中煤集团、国家能源集团、山东能源集团、山西焦煤集团等，都根据自身的实际，制定了相应的智能建筑规范。
1.选煤厂智能化的构成
智能化选煤厂是基于基本的工艺流程与设备，采用自动控制、信息技术、人工智能技术等技术，将整个过程信息资源整合与利用，开发智能化选煤工具，“依靠智能控制实现精准分离，依靠智能管理实现精细管理，依靠智能装备保障与提升生产系统的可靠性与智能程度，最终实现企业状态与效益最优”[1]。智能化选煤厂将人工智能等先进技术与传统的选煤工艺结合起来，形成了一种新型的智能选煤工艺，推动了选煤厂向安全、节能、环保、自动化、高效、智能管理、智能决策等智能方向发展。
1.1选煤厂过程智能控制的现状
我国目前煤矿选煤厂已达数千家，其产能大小不一，类型各异，设备种类繁多，技术水平也有很大差异。按照GB50359-2016 《煤炭洗选工程设计规范》，可以将其划分为：一般的小选煤厂，工艺流程简单、设备少、选煤品种单一、设备仅采用单台自动化、现场操作、现场简单的连锁控制，不设中控室；产品、煤质等内容通过手工记录，以实现产品的生产。中小型煤矿企业，具有一定的规模，投资额度大，在工程中选用先进的设备，工艺设计，满足市场需要；在设计中，设备单机操作方式多样，主要采用集中控制，存在少量的设备采用单机自动化现场操控，选煤厂设有独立的生产控制室；产品中常用的工艺参数直接存入生产管理电脑系统；煤质分析只用纸质报表进行分析，数据保存人工录入，实现了单机智能化控制。大型煤炭企业，包括多家选煤厂，其产能将对本地区的煤炭市场产生直接的影响，同时也是所有煤炭交易的风向标。所以，前期投入很大，不管是技术、装备、技术、生产管理，都是由中央控制室来控制，有时候还会有一个生产分控室，将工厂里的一切设备都纳入到调度中心的控制之中，避免了信息的孤岛。所有工艺参数的测量均以在线方式进行，并将其实时上传到信息中心。实现了选煤厂的装备和系统一体化，实现了初步的智能化，每个服务器都存储了大量的生产相关数据库。
1.2煤选厂初期智能体系的组成
从选煤厂的装备状况来看，目前的选煤生产系统已基本实现了自动化，但各系统的集成度和技术水平各不相同，也就是智能程度的高低。选煤工业中小型企业的生产技术发展是在模仿大煤炭企业技术发展的基础上进行的。大型选煤厂的设备自动化、网络化、数字化、信息化一体化程度较高，技术水平较高，生产大系统形成了冗余环网，已把各子系统集成，具备构建智能化选煤厂的条件。“选煤厂的智能化初期阶段，包括生产控制系统，点检系统，加药系统，重介质密度系统，光纤感温火灾报警系统，工业电视监控系统，高压后台系统，智能停送电系统，胶带秤称重系统，灰分检测系统，装车系统，通讯系统，智能照明系统，计算机信息管理系统”[2]。各分系统内部设备自动化、数字化、自成体系，并具备信息接口，具有良好的扩展性，为选煤厂智能化的建设打下了良好的基础。目前，在实际应用中，还处在数据采集和数据仓库建设的阶段，属于智能化选煤厂的初期阶段，以实际生产自动化为基础，采集到的数据，提供生产和管理的依据，而不是人工调整和发布命令，无法实现智能化的生产和管理。
1.3智能进程
我国幅员辽阔，煤炭年产量高，各地煤炭质量差异较大。与其他国家相比，我国煤炭资源
的选矿难度较大。选煤业是一个庞大的行业，不同地区、不同的选煤厂，其经济实力、技术条件、技术实力都有很大的差异，选煤厂的发展水平也不均衡。有的选矿设备先进，有的进入20世纪后期，管理模式、生产工艺等各方面都不一样。尽管近几年我国已兴起了智能化施工的热潮，一些大型煤矿企业在选煤厂的智能化建设上也进行了大胆的尝试与探索，但目前国内的选煤厂智能化水平尚处在初级水平，智能化与选煤业的融合尚属初步，目前已采用的选煤智能化技术和设备尚不多见。目前，选煤机在某些领域得到了发展和应用。智能加药系统、智能重介系统、智能浮选系统、智能装车系统、在线设备状态监控系统等都有了较大的发展。随着国内各种工艺技术的不断发展，无论是工艺环节、系统调控水平、操作管理，抑或介耗、电耗、降低成本等方面都有了很大的进展，技术也日益完善。三种选煤技术，如重介质旋流器，已达世界先进水平，大规模、迅速地推广。智能化装车系统可以有效地改善装车效率、缓解交通拥堵、消除权力寻租、改善装车质量、降低装车人数、防止装车事故等方面的综合效益和社会效益。为我国从全球煤炭选矿大国向全球选煤强国迈进提供了技术支持。该系统能够对视频事件进行监控和报警。完成了区域入侵检测、越界检测等功能。视频AI技术主要有监控不安全行为、胶带机撕裂、胶带机头堵塞、胶带机跑偏、检测带上异物等。能够识别烟雾，火灾，并发出警报。同时，还可以将
工业控制与智能影像相结合。在监控系统中，相应的设备可以与本地区的监控设备实时连接，用户可以选择监控区域内的监控画面。当设备发生故障或故障时，屏幕上会自动显示出监控画面，让生产管理人员通过屏幕判断设备的状态，从而快速做出反应。通过对图像的提取、分析、识别和判断，当出现异常时，将向工业控制系统发送，由工业控制系统根据图像的报警信号进行报警或关闭。工业控制屏幕会自动弹出，让操作者做出更多的决定。在智能选煤厂中运用机器视觉技术，将是今后选煤厂技术创新和技术革新的一个主要发展方向。
选煤工业智能化技术的发展要围绕着选煤企业的核心业务开展，优先选用和开发具有重要支撑作用的先进技术，以达到技术落地和推广的目的。要有进取心，也要避免急躁。同时，由于信息不对称、人才缺乏等制约因素，使得智能化的发展成为必然。因此，对我国目前的选煤业技术设备状况进行调查与评价，以便更好地为智能选煤厂的建设提供科学依据。
1.4智能控制在选煤厂中的重要作用
PLC的主工作站设置在总控室中，所有的工作站都通过网络连接，实现了对工艺设备的完
全控制”[3]。对选煤厂而言，只要控制得当，就能提高产量，从而大大提高了企业的整体效益和经济效益。主要功能包括：一是更人性化的人机接口，比如上位机的监测系统还能对各种生产进行直观的查看，并能在上位计算机上进行数据的控制；二是系统设计比较完备。
2.选煤厂智能控制系统的组成和作用
2.1结构
上位机可以实现中央控制系统的中央控制，并将被控设备的信号完整地呈现在屏幕上。PLC可实现由梯形图完成的控制任务，向各发送控制信号，而各在收到不同的信息后，又将所收集到的数据进行传输，以完成各自的控制。单个可以进行接收和传输。根据不同的任务，其数目也会发生变化。该传感器可以对某些信号进行转换，从而实现对系统的自动探测。在智能控制系统中，这是一个非常关键的组成部分。
2.2功能
在现场控制时，应对装置的起动和停机进行控制。采用连接线控制PLC的控制模式。一旦
接收到控制信号，就会立刻向控制室输出相应的信号，使装置得到有效的控制。在中央控制的情况下，可以通过控制系统的输入，来控制设备的启动和关闭
(1)装置的控制电路
单转式电气设备是选煤厂中的一种常见设备，它由皮带、泵等相关设备构成。这里用筛子电机来作描述，660V的电机装置和220V的控制器。PLC的输入信号为合闸、电气保护、急停、就地启车，从而实现了对 KM线圈的自动吸合，使其在电动机启动的过程中始终保持吸合。
(2)变频器的电路图
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