基于PLC的XFD型煤用浮选机自动化改进设计-论文.pdf

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1、科技创新2015年第24J~]l科技创新与应用基于PLC的XFD型煤用浮选机自动化改进设计田景文周磊(中国矿业大学(北京)化环学院，北京100083)摘要：传统的XFD型浮选机在进行浮选实验时，采用手动方法对其进行操作，导致浮选实验工作量大，重复率高，实验结果不准确等。为了克服上述缺点，设想对XFD型浮选机的相关硬件进行改进，设想设计一种以PLC为控制主机，以自动微量进样器、电磁阀、变频器为执行机构，以触摸屏和PLC通过外部总线通讯实现人机交互，进行数据输入与输出。简要阐述了该自动化系统的硬件和软件设计，并绘制了PLC顺序功能图。关键词：浮选机；自动化；PLC；硬件设计；软件设计1实验室

2、煤用浮选机的应用背景机调速操作。电动机的转速与交流电的频率成正比，与电动机极对为了降低煤炭的灰分，提高资源利用效率及经济效益，减少污数成反比，当频率在0-50Hz范围内变化时，电动机转速可以在很宽染物的排放，对煤炭进行洗选及深加工是必不可少的过程【1J。在煤炭范围内调节。在实际操作中极对数无法改变，因此可以采用变频器洗选过程中，针对细粒煤泥采用浮选工艺以达到煤泥降灰回收的目根据PLC发出的脉冲信号来改变交流电的频率从而改变电动机的的。随着采煤机械化程度的提高，原煤中煤泥量也随之增加，需要进转速。入浮选的煤泥量可占原煤总量的10％一30％m，因此，在选煤工艺中实验室浮选操作步骤依次是：调浆

3、、加捕收剂、加起泡剂、充气，煤炭浮选对提高经济效益和资源利用起到了重要的作用，而浮选实刮泡。进行上述的每一个步骤都要相隔一定的时间间隔，传统做法验结果对选煤工艺的设计具有指导意义。目前，实验室进行浮选实是用秒表计时。而浮选时所需的捕收剂和起泡剂是通过微量进样器验常用槽体容积为1．5L的XFD型单槽浮选机。在浮选实验进行时，计量后手动完成进样的。如果想要浮选机自动完成上述过程，可以浮选机通电，交流电机带动转子高速旋转，搅拌矿浆并产生负压吸采用PLC自带的内部时钟进行计时，捕收剂和起泡剂可以根据PLC入空气，亲气疏水的煤颗粒与空气形成的气泡附着，随其升至矿浆预先编写好的程序在相应的时刻进样。

4、进样操作采用特殊的自动进液面被刮板刮出并收集到指定容器内，而亲水的矸石留在矿浆中，样器来完成，它主要由注射器，丝杆，螺母，步进电机组成，丝杆的一待试验完毕后被倾倒至指定的容器内。影响浮选效果的因素除煤泥端连接针管活塞，另一端连接步进电机，而步进电机根据PLC发出自身性质外，还包括：搅拌速度，充气量，加药量，加药时间间隔，浮的脉冲信号产生动作，加药量与丝杆前进的距离和螺纹宽度有关。选时间，刮泡等。而在用传统XFD型浮选机进行实验的过程中，上XFD型浮选机的充气量是通过人工手动开合进气阀门来控制进气述对浮选实验产生影响的因素需要人工控制，导致实验结果不准量，这种操作不仅需要人工计时，而且随意

5、性强，不能很好的控制充确。并且浮选实验工作量大重复率高，增加了实验人员的劳动强度。气量。采用PLC通过模拟量输出控制电磁阀的开合大小可以克服因此设想设计一种能够实现自动控制上述过程的浮选机，达到提高上述问题。在这里需要考虑PLC输出的参数与电磁阀输入的参数实验效率，减少实验误差的目的。是否匹配，如果匹配，PLC可以直接对其进行控制，否则需要中间继2传统XFD型浮选机的改进电器间接进行控制日。采用电磁阀控制浮选实验的充气量可以避免浮选机的搅拌速度会影响浮选效果。XFD型浮选机是利用叶轮人工操作所造成的误差，但是由于在浮选过程中对充气量精度要求在矿浆中搅拌，形成负压从外部吸人空气产生气泡的。

6、适当速度的不是很高，不需要负反馈，采用开路控制方式即可。本系统还可以实搅拌可以使药剂快速分散并与煤泥作用，同时可以细化气泡，提高现切换到手动浮选操作，因此需要选择可以手动开合的电磁阀。浮选效率。但是强度过大的机械搅拌产生的紊流会使已经附着在气在浮选试验中，刮泡是非常重要的步骤。当煤泥附着在气泡上泡上的煤泥脱落，同时会导致煤泥的进一步泥化，从而使浮选效果被带至液面，需要进行刮泡操作使其与其它亲水性矿物杂质分离。变差。传统的XFD型浮选机是根据皮带所连接的皮带轮的直径不传统XFD型浮选机采用伺服电机带动活动刮板做圆周运动进行刮同而调整转子在浮选槽中的搅拌速度，皮带轮只有三种直径可供选泡。但是

7、刮泡效果不好，因此需要人工进行刮泡，可以通过曲柄摆杆择，如果要通过实验确定浮选搅拌强度，在一些情况下很难满足实机械原理l引，使刮板做水平运动，达到良好的刮泡效果。在刮泡的过验要求，王世玉等采用交流电动机无级变频调速，可以使电动机转程中需要不断的~b,0I清水以实现浮选槽中矿浆液面高度保持稳定，速在500—2800r／min中随意变换，克服了上述缺点，而且简化了浮选可以采用液位计来检测矿浆液位，PLC根据采集到的矿浆液位来调3软件设计