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1、河北化工医药职业技术学院毕业论文基于S7一200PLc的跳汰机智能控制系统研究摘要跳汰选煤是目前应用广泛的一种选煤方法。我国目前入洗原煤中60%左右是跳汰洗选。在跳汰选煤过程中,影响跳汰分选效果的因素有多种,如:入料原煤特性、跳汰机风阀周期特性(跳汰频率及进、排气时间)、研石段、中煤段排料情况、各室顶水情况、风压、水压等,井且诸因素之间相互制约。再加上跳汰司机的人为因素,使得想要达到既兼顾精煤质量又提高分选效率非常困难,实际中往往是:以牺牲精煤回收率为代价来换取精煤的质量。目前,跳汰机的自动控制基本停留在逻辑控制或常规PID控制上,甚至有些机型还
2、保持很原始的手工操作方式。鉴于跳汰过程的复杂性,跳汰机的自动控制面临着巨大挑战。本文以邢台东庞煤矿洗煤厂307#跳汰机为研究对象,研究了排料系统控制的模糊控制的特点及方法,对‘原先的逻辑控制系统进行了改造,实现了基于s7一200PLC的跳汰机模糊排料控制系统;研究了改善风阀控制精度的方法,优化了风阀控制算法,并在现场中得以实现与应用。现场使用证明,改进的风阀控制系统,工作可靠,床层分层效果明显,采用的模糊排料控制方法非常成功,在稳定床层的同时,保证了精煤灰分这一生产指标,给洗煤厂带来明显的经济效益。关键词:跳汰机,自动排料系统,模糊控制,智能控制
3、系统河北化工医药职业技术学院毕业论文目录第一章跳汰选矿介绍及课题的提出11.1研究目标和研究内容1第二章跳汰选煤机理22.1跳汰机的分类及结构22.2跳汰机的工作过程32.3电磁风阀42.4跳汰机操作工艺因素5第三章模糊控制理论73.1模糊控制方案的提出73.2模糊控制理论83.3模糊控制器工作原理93.31模糊控制过程93.3.2精确输入量的模糊化9第四章基于S7-200PLC的跳汰机控制系统的设计104.1风阀控制系统10第五章跳汰机控制系统的实现205.1风阀控制系统的实验室测试205.2模糊控制器的实验室仿真235.3模糊排料控制系统现场
4、调试23结论26致谢27参考文献28河北化工医药职业技术学院毕业论文河北化工医药职业技术学院毕业论文第一章跳汰选矿介绍及课题的提出对于跳汰分层的状态和松散度没有理想的测量手段,其原因是床层松散现象的实质比较复杂以及传感器检测信号的采集与分离困难。因此,风阀控制只能采用开环控制系统。现场工人只能通过探杆人为感知床层分层状况,手动调节给风量的大小。这种操作缺乏严密的科学性,即使是有经验的司机取得一定经验,也不便于总结和传授,更不能作为自动控制的依据。1.1研究目标和研究内容1.研究目标基于对东庞矿现场实际运行状况的分析与国内外研究的状况的了解,我们确
5、定了本课题主要研究目标与内容:跳汰机风阀的控制的优化与模糊排料控制系统的工业实现。应用这种方法,通过实验室实验和工业现场调试,达到对跳汰机排料系统的自动控制,从而为实现跳汰机单机自动化奠定基础。.2.研究内容A)跳汰机实际床层分层状况的采样及数据分析、处理;B)风阀自动控制系统硬件、软件的开发、研究与实验;C)跳汰机模糊排料控制系统的研究;D)跳汰机模糊排料控制系统软、硬件的实现;39河北化工医药职业技术学院毕业论文第二章跳汰选煤机理2.1跳汰机的分类及结构随着选矿技术的发展,跳汰选矿机械逐渐得到改进和完善,并日趋大型化。跳汰机型号繁多,从床层脉
6、动方法来区分,有机械脉动和空气脉动两种。在选煤厂中机械脉动跳汰机用得很少,广泛使用的是空气脉动跳汰机。空气脉动跳汰机按其空气室位置不同,又可分为筛侧、筛下空气室跳汰机两种。一、筛下空气室跳汰机筛下空气室跳汰机的空气室安设在跳汰机体内的下方。筛下空气室跳汰机的工作过程是将压缩空气经风阀控制,交替地压入和排出空气室,从而使跳汰机中的水位上升和下降,形成脉动水流。筛下空气室跳汰机由研石段与中煤段组成,在研石段有两个跳态室,中煤段有三个跳汰室。每个跳汰室有三个空气室,每段空气室间距相等。在每个跳汰室装设两个电磁风阀,一个风阀为进气阀,另一个为排气阀。压缩
7、空气由空气室的一端给入,在跳汰室顶部有上下两个孔,上面的孔与风阀的进气口相连,压入压缩空气,下面设有五个风水管,分别与空气室的进水孔相通。在每个风水管上装有风阀,用来调节各室的补充水量。我们进行改造的就是这种筛下空气室跳汰机。筛下空气室跳汰机基本结构见图2一1空气室是密闭的,上部设有一个特制的风阀,它可交替地把压缩空气给入空气室,同时把室内的压缩空气排出。给入压缩空气时,跳汰机中的水位被强制上升;当室内的压缩空气排出时,水则自动地下降,所以推动水面上下运动形成脉动水流。改变给入的压缩空气量可以调整跳汰机中水流的冲程;改变风阀的运动速度可以调整水流
8、脉动的频率。顶水从空气室下部的筛下补充水使物料在跳汰室中进行松散、分层。跳汰机另一部分用水从机头与物料一起加入。经过分层以后,第一段和第
