浅谈在沙曲选煤厂合理利用电气技术达到节能技术
摘要：选煤厂洗、选煤过程中需要采取科学合理的电气技术，本文结合选煤厂工艺技术的具体流程，从技术角度探讨如何节能，并重点探讨了沙曲选煤厂三期新空压机智能监控系统中变频控制部分可以准确地根据用气系统的需求来控制空压机的输出，达到节约能源的目的，并且具有软启动功能，减少了对部分电气部件和机械部件的冲击，降低了各类相关电磁阀和气动元件的工作频率，延长了零部件的使用寿命，减少了空压机的维护费用，实现了现场无人值守、远程集中控制和节能降耗等目的。
关键词：电气技术;供配电系统;节能
一、建立综合性的控制系统减少电力供应需要
选煤厂生产工艺环节多，程序复杂、采用了大量的机械设备，这样一个复杂的机械化生产过程，靠人工就地操作和监控，显然是不合理的。实现选煤厂集中控制不仅是选煤生产的客观需要，还是实现选煤现代化的必要技术手段。为此，采用选煤厂集中控制系统可以实现选煤设备的充分自动控制和生产工艺参数的自动调节，使设备在最佳条件下运转，充分发挥其效能、确保产品质量、数量及其它工艺指标的稳定，提高精煤的回收率，进而达到最佳控制目的;利用计算机网络技术的优势，综合分析、处理全企业经营过程中的问题，及时为企业管理者提供企业获取最大经济效益的措施;实现全厂设备的自动或集中控制、自动监视、自动保护或报警以及生产工艺参数的自动检测和调节，可大幅度地提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，改善工人的劳动条件，降低选煤生产成本，增加生产利润。
二、利用PLC进行电气控制系统改造
通过系统重新设计，可以达到节能的目的，下面以沙曲选煤厂三期新空压机智能监控系统中变频控制部分为例进行探讨。
2.1智能监控系统结构
1)PLC配置
CPU模块1756-L73：系统中信息的运算和处理的核心。
电源模块1756-PA75：用于为PLC系统提供24V直流电源。
模拟量输入模块1756-IF16：采集空压机电流信号。
模拟量输出模块1756-OF8：输出PLC控制信号。
开关量输入模块1756-IM161：采集向空压机变频、软起或智能控制器机柜的状态信号(如：启动允许、供电故障、过载故障、运行反馈、辅助设备运行状态等)、与空压机相对应的手自动转换开关和紧急停止按钮的状态信号。
开关量输出模块1756-OW161：输出PLC的控制信号如启动、停止、加载、卸荷、急停等，控制空压机运行。
通讯接口模块1756-EN3T;将PLC系统接入以太网，负责PLC和上位机之间的通讯。
数据交换机1783-ETAP2F：串行通讯处理器模块，采集从站控制器中存储的空压机运行状态信息。
2)上位机监控
上位机采用RSView32软件编制，能够监控整个空压机组的`运行状态及主要技术参数，电源电压、主电机电流、排气温度、油温、油压、排气压力、报警信息等，当检测到异常的状态参数时能及时报警、显示故障点并记录。
图1 空压机运行主画面
图2 总管道实时压力曲线画面示意图
图3 报警画面示意图
3)上位机通讯
在PLC和上位机之间的通讯中，PLC通过以太网模块接入工业以太网，上位机通过网络实现远程监控功能，选择接口类型为工业Ethernet，设置PLC和上位机的IP地址。
4)系统功能简介
该系统可实现三种控制模式：就地控制、远程手动控制、远程自动控制。
就地控制：通过转动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入就地模式，此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视，操作员可在空压机机房内进行手动控制空压机启停。
远程手动控制：通过拨动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入远程模式，此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视，并可对其进行直接控制。通过在界面上选择手动模式可进入远程手动控制模式，操作员亦可在空压机机房内进行手动控制空压机启停。
远程自动控制：通过拨动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入远程模式。此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视。通过在界面上选择自动模式可进入远程自动控制模式，此时无需操作人员进行任何操作，系统可自动调节控制空压机的启停和变频空压机的自动变频。
全自动控制分为四种模式，即两台变频空压机可联动变频、其中一台单独变频、无变频。在联动变频模式下空压机3655可切换为工频运行。四种模式之间可自动切换，由联动变频模式与只有空压机3660变频模式之间可实现无缝隙自动切换，其余模式之间的切换将有3分钟左右的变频启闭空白，期间是否将启动整机将由气压而定。
整个空压机组共有13台空压机，其中2台空压机由变频器拖动，电机频率在30～50HZ之间自动调节，二者可实现轮换变频和联动变频，亦可实现一台故障时自动切换另一台等功能。通过调节可以实现更好的节能效果。其余11台空压机运行是由智能控制系统根据风包总压力自动判断当前投入/切除系统中的空压机台数，达到恒定的供气压力。经智能运算处理，实现空压机轮换运行，使每台空压机工作时间基本相当。
图4 全自动控制模式1程序
2.2系统特点
自动控制模式可避免空压机卸荷空载运行、持续运行在高压状态、气压持续大波动，从而节约了电能，减少了对空压机的持续冲击，延长设备使用寿命。自动控制模式完全可以在达到预定节能、保护设备要求的前提下，满足生产需要，在不同情况下更有极佳的控制效果。
(1)在用气量小的情况下自动控制模式可实现小波动精准控制。即：气压可维持在设定值左右，误差控制在±0.2kg/cm2内。
(2)在用气量大波动小的情况下自动控制模式可实现小波动精准控制。即：气压可维持在设定值左右，误差控制在±0.5kg/cm2内。
(3)在用气量大波动大的情况下自动控制模式可实现大波动准确控制。即：气压可维持在设定值左右，误差控制在±1kg/cm2内。
无论在何种情况，自动调节模式都可达到稳定气压目的，并且完全可满足实际生产要求。
三、结束语
空压机智能监控系统自动化程度高，可无人值守;操作控制方式简单灵活;安全可靠性高，具有完备的保护功能，空压机本体、冷却系统、气路系统及供电系统发生故障时均有相应的保护措施，并能显示详细故障信息，保护动作迅速而可靠。整个系统结构简单、成本、性能稳定，而且功能齐全，非常适合应用和推广。
参考文献：
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