浅论实现选煤综合自动化的关键技术张红强

浅论实现选煤综合自动化的关键技术张红强

神华宁夏煤业集团太西洗煤厂宁夏753000

摘要:近年来,美国、德国、英国和澳大利亚等国相继开发成功并使用了各种在线检测装置,实现了选煤厂受煤系统、重介质系统、跳汰系统、浮选系统、干燥系统和装车系统的自动控制,选煤厂入料也实现了均质化。这些自动化装置配合计算机专家系统为选煤厂保证产品质量和提高产率起到了重要作用。本文对选煤综合自动化实现的关键技术进行分析研究。

关键词:选煤;关键技术;综合自动化

引言

实现选煤厂综合自动化是我国选煤工业发展的必然趋势,随着洁净煤技术的研究,作为洁净煤技术的源头技术――选煤方法,取得了很大发展,发展选煤技术就是要谋求短期的经济效益和长期的社会效益、环境效益相统一,选煤综合自动化技术更是选煤技术的重中之重,这里包括选煤厂生产自动化、操作参数优化、产品质量预测与控制智能化、管理与销售信息化以及各个系统的集成综合自动化,这些技术的实现对选煤技术的发展有着积极的推动作用。

1实现选煤自动化的关键技术分析

1.1智能控制技术

近年来,随着人工智能技术和其他信息处理技术,尤其是信息论、系统论和控制论的发展,智能控制在控制机理和应用实践方面均取得了突破性的进展。选煤工业属于典型的流程工业,由于选煤过程存在的时变、非线性、强耦合、环境干扰不确定等因素,导致过程建模困难。多变量预测控制、自适应控制、模糊控制、专家控制系统以及神经网络方法等多种控制手段在石化流程工业中的成功应用为选煤工业提供了有益的借鉴。对于选煤过程控制,运用知识工程和专家系统技术,可以在控制过程难以辨识时避开建模的困难,同时通过充分利用人的知识与经验建立控制策略,提高系统的控制性能。通过知识工程方法将有关对象的定性知识、人的经验知识与技巧和启发式逻辑推理有效地集成起来,构成知识库系统,以支持系统控制策略和算法的优选及运行状态的优化。利用神经网络对于复杂无模型不确定问题的自适应能力和学习能力,可以用于控制系统的补偿环节和自适应环节,以及非线性系统的辨识和控制。其快速优化的计算能力,可用于复杂控制问题的优化计算;同时充分发挥各种智能方法和技术的特长,通过它们的有机结合,形成互补的综合智能集成技术,为选煤工业过程控制和优化提供强有力的技术支撑。

1.2软测量技术

选煤工业属于典型的流程工业,纵观世界范围内流程工业的发展,目前,正在由简单控制向先进控制、智能控制,由单一控制向综合自动化方向即CIPS方向发展,目前在过程控制领域,智能仪表快速增加,依靠过程信息进行统计诊断和过程统计控制,是高度自动化的关键,要实现高精度在线实时决策,软测量技术的重要性凸显出来。在大力加强和完善传统传感器和仪表精度与可靠性的同时,寻求检测技术新机理、新方法来提高选煤厂在线检测水平,大选煤厂检测、监控工艺参数范围,满足选煤综合自动化发展需求是一个重要的研究方向。

软测量技术可在一定程度上代替现有的人工分析和在线分析仪测量某些分析指标,是对生产过程进行先进控制和优化控制的前提和基础。开发高性能的软测量仪表也是在尚未解决过程参数,尤其是质量参数的“硬”测量技术前提高选煤工程综合自动化的关键。软测量技术为选煤工业重要工艺参数的检测、监控乃至控制提供了检测、测量的新思路,可对选煤工业现有传感器品种不足提供重要补充。

1.3故障诊断技术

目前,选煤厂用的各类大型机电设备(主要指国内设备)和检测仪器普遍存在稳定性、可靠性差等缺点,要想实现选煤厂的综合自动化,必须大力发展故障诊断技术。Agent是运行于动态环境中具有较高自制能力的实体。智能体具有的特性包括代理性、智能性、自主性、交互性、反应性、主动性、机动性、学习性和自成长性等。选煤生产系统作为流程工业,由于设备的复杂性和分布式特性,单个智能体所拥有的知识和计算资源的限制,使其不能适应选煤厂故障诊断问题的求解,因此,采用多Agents的故障诊断系统成为必然。所谓多智能体系统是将单个智能体集合起来,通过它们之间的相互作用或相互结合以产生更高的智能,从而提高系统的整体功能。通过实施基于多Agents的故障诊断技术,可使选煤过程始终保持在良好的状态生产中,变定期维修制度为预知维修,缩短维修时间,为选煤综合自动化的最终实现提供技术保障。

1.4多任务实时处理内核技术

实时数据处理平台的内核要对很多并发任务进行处理,对这些进行处理有两个选择,第一,多进程进行处理,也就是说,不同的任务都能够作为独立的程序开展工作,这一方法的优点是不同的模块间独立性比较强,耦合相对较弱,维护起来十分便利;缺点是模块在互相交互时可能会穿越进程的边界,通信所用的开销比较大。第二种是多线程方式,这个不同模块都可以看做一个动态库,优点为:不同的模块进行通信是进程内的通信,通信的开销比较小,缺点为不同模块之间的耦合比较强。本系统多任务处理数据的内核是多线程,各个模块中都有一个或者多个线程,能够使模块之间的耦合得到有效降低[3]。

1.5实时数据主动推送技术

把相关数据传送至人机界面也有两种不同的方式:第一种:人机界面会定期从实时模块系统内对全部的数据进行读取。第二种:实时系统自己主动把数据的变化情况发送到人机界面系统。这两种不同的方式,第一种是比较普遍的,也是监控系统的一般使用方式,不管系统内的实时数据是否出现了变化,到了一定时间之后就会读取系统内的全部数据,这种方式的效率是很低的,数据在刷新时也经常出现延误。第二种因为推送的就是变化的数据,效率比较高,也几乎没有任何延时。

1.6监测技术

馈线自动化的可靠性保障需要对于系统进行日常的监测,其中日常的检查和监视是其中主要的两个部分,其中系统对外接口的一种工况以及系统自身的运行状况的监视是十分主要的。另外,配电的自动化系统也能够提供出一种实用型的化验工具,主要是运用于完成每天日常报表和统计工作,系统有关的日常的报表和统计包含一些基础性的指标统计和告警信息的统计以及应用功能异样情况的统计等。此外,还需要将检查的结果进行分析并深入到每天的巡检之中,还需要将电网自动化系统的所有生成的指标在标准的表格中得到体现。

结束语

近年来,美国、德国、英国和澳大利亚等国相继开发成功并使用了各种在线检测装置,实现了选煤厂受煤系统、重介质系统、跳汰系统、浮选系统、干燥系统和装车系统的自动控制,选煤厂入料也实现了均质化,这些自动化装置配合计算机集成过程系统,为选煤厂保证产品质量和提高产率起到了重要作用,对于加快选煤过程综合自动化的进程,推动选煤工业的发展具有重要意义。

参考文献

[1]葛树国.10kV配电网馈线自动化系统控制技术[J].产业与科技论坛,2012(10):79-82.

[2]王毅,何毅思,王海燕,等.从国内外建设经验探讨广州配电自动化建设模式[J].广东电力,2012(1):1-7.

[3]徐丙垠,薛永端,李天友,等.智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术[J].电力系统自动化,2012(18):2-9.

[4]唐晓萍.数据挖掘与知识发现综述[J].电脑开发与利用,2003

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