焦化智慧配煤系统设计方案 (2)
PLC控制的焦化备煤系统设计
1 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 焦化生产工艺简述焦化生产是联合炼钢企业的一个重要组成部分，前提是必须有一个完善的备煤系统，将各单种煤进行配合，配合后的煤料输送到煤塔作为炼焦的原料[1]。
出焦后需要筛焦系统将焦炭块筛分成不同用途规格的产品。
如图1-1所示焦化生产的概略图。
图1.1 焦化生产过程该略图由图1-1可知，备煤系统的任务是将外来精煤进行卸车、贮存并加工配合成符合焦炉生产要求的煤料，包括输煤系统和配煤系统。
备煤系统由以下设备组成：火车卸车场、煤场、临时煤槽、配煤室、粉碎机室、煤塔以及皮带运输系统。
1.1.2 研究目的及意义备煤、出焦过程属于典型的连续型流程生产自动控制系统，生产条件和生产环境十分恶劣，其主要特点为：(1)工艺流程复杂，设备繁多分散。
且由于各个设备之间需要联锁，料线之间需要互锁，属于交叉复杂过程控制。
而且采用继电器控制组成的控制系统虽能实现自动控制，但是维护困难，不适应粉尘大，湿度大的工作环境，所以寻求一种自动化程度高，工作可靠，能适应较差工作环境的自动控制系统势在必行。
(2)自动化控制水平遵循经济、实用、有效性、性价比高的原则。
同时要有利于生产质量控制和生产安全，不片面追求高、精、尖配置。
(3)控制过程中，对控制指令的反应要求比较灵敏，且需要采集的现场信号较多，例如温度、压力、流量、电流、料量等。
针对上述问题，一般采用集散控制的思想进行解决。
近年来，集散控制（DCS）的思想越来越广泛地被应用于新建、扩建和技改项目中，然而传统的集散控制系统一般来讲其控制规模比较大，成本费用比较高，限制了在中小规模的自控系统项目中的推广应用，已经不能满足目前的自动化过程控制系统的设计标准和设计要求。
因此，如何建立完善的生产监控管理系统，实现生产过程的参数全局化、网络化，使控制系统满足生产目标的要求，进而使整个生产经营运行于最佳状态，是本课题的研究重点，具有比较大的经济和社会意义。
1.2 现状研究与研究方法炼焦工业是我国国民经济的重点行业，它跨越冶金、化工、城建、煤炭等部门。
PLC控制的焦化备煤系统设计
1 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 焦化生产工艺简述焦化生产是联合炼钢企业的一个重要组成部分，前提是必须有一个完善的备煤系统，将各单种煤进行配合，配合后的煤料输送到煤塔作为炼焦的原料[1]。
出焦后需要筛焦系统将焦炭块筛分成不同用途规格的产品。
如图1-1所示焦化生产的概略图。
图1.1 焦化生产过程该略图由图1-1可知，备煤系统的任务是将外来精煤进行卸车、贮存并加工配合成符合焦炉生产要求的煤料，包括输煤系统和配煤系统。
备煤系统由以下设备组成：火车卸车场、煤场、临时煤槽、配煤室、粉碎机室、煤塔以及皮带运输系统。
1.1.2 研究目的及意义备煤、出焦过程属于典型的连续型流程生产自动控制系统，生产条件和生产环境十分恶劣，其主要特点为：(1)工艺流程复杂，设备繁多分散。
且由于各个设备之间需要联锁，料线之间需要互锁，属于交叉复杂过程控制。
而且采用继电器控制组成的控制系统虽能实现自动控制，但是维护困难，不适应粉尘大，湿度大的工作环境，所以寻求一种自动化程度高，工作可靠，能适应较差工作环境的自动控制系统势在必行。
(2)自动化控制水平遵循经济、实用、有效性、性价比高的原则。
同时要有利于生产质量控制和生产安全，不片面追求高、精、尖配置。
(3)控制过程中，对控制指令的反应要求比较灵敏，且需要采集的现场信号较多，例如温度、压力、流量、电流、料量等。
针对上述问题，一般采用集散控制的思想进行解决。
近年来，集散控制（DCS）的思想越来越广泛地被应用于新建、扩建和技改项目中，然而传统的集散控制系统一般来讲其控制规模比较大，成本费用比较高，限制了在中小规模的自控系统项目中的推广应用，已经不能满足目前的自动化过程控制系统的设计标准和设计要求。
因此，如何建立完善的生产监控管理系统，实现生产过程的参数全局化、网络化，使控制系统满足生产目标的要求，进而使整个生产经营运行于最佳状态，是本课题的研究重点，具有比较大的经济和社会意义。
1.2 现状研究与研究方法炼焦工业是我国国民经济的重点行业，它跨越冶金、化工、城建、煤炭等部门。
焦化智慧配煤系统设计方案
焦化智慧配煤系统设计方案设计方案名称：焦化智慧配煤系统设计方案设计方案概述：焦化智慧配煤系统是一种利用先进的信息技术、人工智能和大数据分析技术，对焦化炉原料煤进行智能化配比的系统。
该系统通过实时监测焦化炉的工艺参数，结合大数据分析，自动调控原料煤的配比比例，以实现最佳燃烧效果和生产效益的最大化。
设计方案详述：1. 系统硬件设施：焦化智慧配煤系统需要配备传感器、数据采集设备、智能控制设备等硬件设施，以实现对焦化炉的参数实时监测和控制。
其中，传感器用于采集焦化炉的温度、压力、流量等工艺参数，数据采集设备用于实时接收并传输这些参数数据，智能控制设备则是对数据进行分析和处理，并根据分析结果进行智能化控制。
2. 数据采集与传输：焦化智慧配煤系统需要建立一个完善的数据采集与传输网络，以确保参数数据能够及时、准确地传输到智能控制设备。
可以采用无线传输技术、以太网等方式进行数据传输，并配备数据传输设备（如路由器）进行数据的接收和传输。
3. 数据分析与建模：通过对焦化炉的工艺参数进行实时监测，并结合历史数据进行大数据分析和挖掘，建立合适的数据模型。
可以利用机器学习算法对数据进行训练和优化，以获取更准确的模型参数，并能够预测炉内煤炭燃烧状况。
同时，还可以利用数据分析技术进行故障诊断和预警，提前发现和处理潜在的问题。
4. 智能化控制：通过建立合适的控制算法，并结合数据模型和实时参数数据，对原料煤的配比比例进行智能化调控。
根据炉内煤炭的燃烧状态，动态调整煤的配比比例，以达到最优燃烧效果和生产效益的最大化。
可以通过控制参数的自动调整，实现对焦化过程的精细调控，提高炉内的煤炭利用率和燃烧效率。
5. 用户界面设计：设计一个直观、简洁的用户界面，方便操作人员进行参数设置和监控。
界面可以显示焦化炉的实时参数数据、数据分析结果等信息，并提供报警和故障诊断功能，以支持对炉内状况的实时监控和处理。
6. 系统集成和优化：焦化智慧配煤系统需要与现有的焦化炉控制系统进行集成，确保两个系统之间的数据传输和交互的稳定和高效。
活性焦自动配煤系统功能分析与方案设计
活性焦自动配煤系统功能分析与方案设计摘要:为了解决当前在活性焦配料人工配料不准确，工作效率低、工作环境差配料影响品质量及后序工艺操作稳定性的问题，有必要进一步研究活性焦对配煤自动化的设计方案。
文章介绍了活性焦自动配煤的现状，自动配煤功能难以实现的原因，阐述了活性焦自动配煤设计方案，以10万吨活性焦自动配煤运行结果表明，该设计方案的合理性和有效性，具有实用和推广价值。
关键词：活性焦；自动配煤；功能分析；方案设计；引言：活性焦是一种用途极广的工业吸附剂，催化剂、催化剂载体，其外观普通为黑色圆柱状形，常用于废气处理。
其生产过程中需要对需要的原料兰炭、无烟煤、焦煤、沥青等原料进行配煤，保证其产品耐压强度、耐磨强度、灰分等质量指标满足厂家使用要求。
配煤准确性对产品质量指标和成本目标非常重要，但是，由于原料煤水份高、比重小、易挂壁，下料不畅计量误差大等原因，难以实现自动化配料。
本文将对活性焦自动配煤进行分析并给出改进的方案。
一、传统配煤工艺流程依据生产工艺要求对原料兰炭、无烟煤、焦煤、沥青等依据配煤比例进行配煤。
当前各生产厂家通过铲车计量的方式配煤，同时采用配后煤六个方向的混合搅拌实现配煤均匀化，然后把配好的煤进入上煤仓，通过插板阀开关进入皮带输送系统进入磨粉系统。
二、活性焦自动配煤现状活性焦生产过程中需要对原料煤及返料，依据工艺配方进行重新配料，以达到产品所需要的强度、颗粒、工艺等质量要求，因此，配煤很重要。
由于传统生产过程中对原料配煤依靠人工铲车配料混匀方式配煤，即传统又落后、扬尘大、环境差，更不能连续生产，配料准确性对成型与炭化质量影响较大。
造成人工配料的主要原因是原料煤含水高，密度低、吸附能力强等因素，使得原煤下料不畅、影响计量不准确，无法实现自动化功能。
三、设计案例分析3.1、项目背景某10万吨活性焦生产工厂属于新建项目，建设目标为数字化工厂，要求实现公司从原料配煤、磨粉、造料成型、炭化、活化、包装等工序的自动化功能，最终实现数字化工厂，通过考察当前活性焦行业，对于此产品的生产状况，基本上传统工艺路线，即：以大量用人为主的生产企业，同时各工厂对自动化的理解不清楚，专业能力弱、前期投入成本高和可借鉴的成功案例太少等因素，基本没有实现自动化。
煤炭行业智能化选煤与配煤方案
煤炭行业智能化选煤与配煤方案第1章引言 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状分析 (3)第2章煤炭行业概述 (3)2.1 煤炭在我国能源结构中的地位 (3)2.2 煤炭行业发展趋势及挑战 (3)第3章选煤技术概述 (4)3.1 选煤基本概念及分类 (4)3.2 选煤技术发展历程及现状 (5)第4章智能化选煤技术 (6)4.1 智能化选煤技术发展概况 (6)4.1.1 选煤技术的历史演变 (6)4.1.2 智能化选煤技术现状 (6)4.1.3 智能化选煤技术发展趋势 (6)4.2 人工智能在选煤领域的应用 (6)4.2.1 人工神经网络在选煤中的应用 (6)4.2.2 机器学习在选煤中的应用 (7)4.2.3 深度学习在选煤中的应用 (7)4.2.4 无人机和遥感技术在选煤中的应用 (7)4.2.5 大数据技术在选煤中的应用 (7)第5章选煤工艺与设备 (7)5.1 选煤工艺流程及设备配置 (7)5.1.1 选煤工艺流程 (7)5.1.2 设备配置 (8)5.2 智能化选煤设备研发与应用 (8)5.2.1 智能化选煤设备研发 (8)5.2.2 智能化选煤设备应用 (8)第6章配煤技术概述 (9)6.1 配煤基本概念及分类 (9)6.1.1 按照配煤方法分类 (9)6.1.2 按照配煤目的分类 (9)6.2 配煤技术在煤炭行业的应用 (9)6.2.1 动力配煤 (9)6.2.2 炼焦配煤 (9)6.2.3 化工配煤 (10)6.2.4 环保配煤 (10)6.2.5 节能配煤 (10)第7章智能化配煤技术 (10)7.1 智能配煤算法研究 (10)7.1.1 配煤算法概述 (10)7.1.2 基于神经网络的智能配煤算法 (10)7.1.3 基于遗传算法的智能配煤算法 (10)7.1.4 基于粒子群优化算法的智能配煤算法 (10)7.2 智能化配煤系统设计与实现 (11)7.2.1 系统架构设计 (11)7.2.2 数据采集与预处理 (11)7.2.3 配煤算法模块设计 (11)7.2.4 系统实现与优化 (11)7.2.5 系统测试与评价 (11)第8章数据采集与处理 (11)8.1 选煤与配煤数据采集技术 (11)8.1.1 自动化传感器技术 (11)8.1.2 数据采集系统 (11)8.1.3 无人机与遥感技术 (12)8.2 数据预处理与特征工程 (12)8.2.1 数据清洗 (12)8.2.2 特征提取与选择 (12)8.2.3 特征变换 (12)第9章模型评估与优化 (12)9.1 模型评估指标与方法 (12)9.1.1 评估指标 (13)9.1.2 评估方法 (13)9.2 模型优化策略与应用 (13)9.2.1 数据预处理优化 (13)9.2.2 模型参数调优 (13)9.2.3 模型融合 (14)9.2.4 模型正则化 (14)9.2.5 模型迁移学习 (14)第10章案例分析与前景展望 (14)10.1 智能化选煤与配煤案例分析 (14)10.1.1 案例一：某大型选煤厂智能化改造项目 (14)10.1.2 案例二：基于大数据的配煤方案优化 (14)10.1.3 案例三：智能化选煤与配煤技术在煤炭物流中的应用 (14)10.2 煤炭行业智能化选煤与配煤前景展望 (14)10.2.1 技术发展趋势 (15)10.2.2 政策推动与市场需求 (15)10.2.3 产业协同发展 (15)10.2.4 国际化发展 (15)第1章引言1.1 研究背景与意义全球经济的快速发展，能源需求不断增长，煤炭作为我国主要的能源结构，在国民经济发展中占有举足轻重的地位。
焦化配煤自动化控制系统优化设计研究
焦化配煤自动化控制系统优化设计研究发布时间：2021-09-16T02:27:30.110Z 来源：《中国电业》2021年14期作者：黄小胖[导读] 配煤精度不准，将直接造成焦炉炼焦产量下降黄小胖丰城新高焦化有限公司江西宜春 331141摘要：配煤精度不准，将直接造成焦炉炼焦产量下降。
在对焦化配煤自动化控制问题展开分析的基础上，提出了配煤系统的优化设计方案，通过对系统变频器、通讯模块、配煤称等硬件进行改造，并完成PLC控制系统软件升级，能够实现配料过程的联锁控制，将单煤种配料误差控制在0.5%以下，满足焦化配煤需求。
关键词：焦化配煤；自动化控制；控制系统优化设计引言：配煤作为焦化生产重要环节，在应用自动化控制系统实现配煤数量和质量控制过程中，需要及时完成系统技术更新，通过加强配煤原料添加管理，保证产品整体质量。
但实际焦化生产车间较大，配煤管理较为粗放，造成配煤设备损耗较大，容易出现精度下降问题。
因此应研究配煤控制系统优化问题，通过科学设计取得理想配煤效果。
1焦化配煤自动化控制问题某焦化厂于2010年进行扩容改造，实施分区配煤，为不同焦炉设备配送焦炭。
在改造期间，在原配煤系统中引入了西门子的S7-400PLC 系统，通过与MM440变频器通讯实现配煤自动化控制。
发展至今，系统面临电气元件老化、变频器频繁发生通讯故障等各类问题，不仅严重影响配煤效率，也造成配煤准确率下降，仅能达到97%左右，距离同行业98%标准存在较大差距。
目前，焦化厂旧配煤区采用称重皮带，受恶劣环境影响，固定端轴销位置容易因煤粉堆积阻碍皮带转动，设备故障率较高。
而新区采用圆盘调速设备，能够维持稳定调速。
新旧区共用一台数据采集和监视HMI设备，搭载VB编写的运行软件，以打包方式封锁在指定硬盘内，一旦损坏将引发停产问题。
而称重设备统一布置在控制层，通过串口方式和HMI实现数据交互。
受通讯协议限制，容易发生通讯故障。
此外，PLC控制系统下设多个通讯子站，分别负责与各自称重仪表、变频器等通讯，容易引发循环通讯故障，导致配料准确性受到影响。
焦化厂自动配煤控制系统的设计及应用研究
焦化厂自动配煤控制系统的设计及应用研究文章分析了焦化厂自动配煤系统的组成和功能，同时阐述了PLC控制系统的软件设计和硬件说明，最后总结了系统运行过程中存在的问题及解决方案。
旨在提高焦化厂配煤系统的自动化，节省大量的人力物力投入，提升煤料配比的精确度和配煤效率。
标签：焦化厂；自动配煤控制系统；设计；应用1 焦化厂自动配煤系统的组成和功能1.1 焦化厂自动配煤系统的构成自动配煤控制系统主要是为了实现气煤、肥煤、焦煤以及瘦煤等多种煤配比形成混合煤的全自动化，主要系统构件有振动给煤机、小皮带以及大皮带，其中振动给煤机顾名思义起到输送添加原材料的作用，假设配置数量为13台；小皮带起到称重作用，每一台振动给煤机配置一条称重小皮带，因此小皮带的数量也是13条；大皮料用来将称重好的原材料进行混合与运输，因此需要一条统一的混料大皮带，这些部件共同构成了自动化配煤系统的工作组，且振动给煤机和称重小皮带的配置数量一致，而自动化配煤系统的控制系统由一套西门子S7-300PLC实现，同时在上位机加设WINCC组态系统实现对配煤过程的全自动监控，实现人机交互功能。
为了强化自动化配煤系统煤量控制、配煤质量的可靠性，对配煤系统的称重积算器实现PID控制，整个控制系统采用PCL控制技术，实现信息化技术实时数据收集功能，提高了自动化配煤控制系统的生产效率。
也就是说，如图1所示，自动配煤系统由PLC控制系统、称重系统、仪表积算器系统、振动给煤系统以及WINCC监控系统构成。
1.2 自动配煤系统的主要功能自动配煤系统的主要功能是实现精确自动化配煤工作，同时由于PLC技术和WINCC监控技术等内容的应用，使得自动配煤系统同时具备监控全方位配煤流程、检测煤料配比质量以及控制总配煤量和原材料配比值等作用，而且在实际的自动化配煤工作开展过程中，能够直接在配煤系统上对相关参数进行设定和修改，節省了大量人力物力，对完整的配煤过程进行数据的记录和保留，方便对自动化配煤技术进行不断的优化和提升自动化配煤效率。
焦化行业智能工厂数字化系统结构设计
焦化行业智能工厂数字化系统结构设计1 引言1.1 信息化现状焦化是煤炭利用领域中能源转换效率最高的流程工业，是冶金、化工行业的支柱产业，焦化工艺复杂，资源、能源消耗量大，污染物排放量大。
我国已成为世界焦炭的生产、消费和供应中心，2013年以来每年焦炭产量均超过4.5亿t，占世界总产量的68%以上，约消耗全国原煤产量的30%。
在21世纪初，随着国民经济的快速发展，我国钢铁工业进入飞速发展时期。
高炉大型化和喷煤比例的提高对焦炭质量提出了更高要求；高炉大型化和国家产业政策的调整对焦炉的生产能力、节能降耗、环境保护和自动控制等方面提出了新的要求，我国钢铁工业急需以大型化、高效率和清洁生产为特征的更新换代技术。
焦化产业作为国家的支柱产业，为国家的能源、化工和医疗等行业做出了突出的贡献。
在持续的发展中逐渐出现了产能过剩到产业调整，进行了优胜劣汰的改革。
在炼焦的工艺技术上已经跻身于国际上第一梯队的水平，但是在信息化的建设上节奏还是相对较慢，目前信息化的建设和部署还是存在信息孤岛问题，对于数据的存储和共享管理、安全等没有从整体系统性结构上考虑建设，所以没有达到预想的效果，大大增加了企业的内耗。
1.2 智能化目标按照《焦化行业“十四五”发展规划纲要》，“十四五”期间焦化行业发展的主要目标有6个，其中第6项为“提高行业信息化管理水平，全流程信息化管控系统应用达到50%以上，智能制造在焦化行业有所突破。
”因此，运用大数据、云计算、物联网、5G和人工智能技术，是实现这项目标的唯一道路。
通过系统性信息化规划和建设达到如下目的：1）加强生产网络、信息化网络等方面的安全性。
2）保证数据安全性和及时性。
3）多维度数据融合，建立系统分析手段。
4）提高生产过程各部门之间的沟通效率。
5）提高更加针对性和主动性地设备维护保养维修机制。
6）建立能源管理机制，减少碳排放和能源浪费。
7）利用关联数据提供更综合性报表。
最终助力在经济形式多变的情况下，能够更加及时和快速调整企业的步伐，提高竞争力。
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焦化智慧配煤系统设计方案
设计方案：
一、背景介绍：
焦化工厂是将煤焦化产物制成高质量焦炭的工艺过程。
而煤的品质对焦化工艺的影响很大，不同煤质的特点和含量对焦炭的质量和产量都有着直接的影响。
因此，智能配煤系统对于优化煤的配比、提高焦炭质量和产量非常重要。
二、系统设计目标：
1. 智能化：通过引入先进的人工智能技术，实现智能化的配煤系统，提高煤的配比精准度和效率。
2. 自动化：减少人工操作，提高工作效率，降低人力成本。
3. 实时监测：对于煤质参数进行实时监测，及时反馈煤质的变化情况，使调整更加及时、准确。
4. 提高产能和品质：通过准确的配煤，优化煤质的组成，提高焦炭的质量和产能。
三、系统设计内容：
1. 数据采集与监测：设计传感器网络，将各个焦化工序的煤质参数进行实时采集，并传输到数据中心。
2. 数据存储与处理：搭建数据中心，对采集到的煤质参数进行分析和存储，形成历史数据。
3. 智能化算法：通过对历史数据的分析和建模，开发智能化配煤算法。
根据焦炭质量和产能的要求，通过算法计算出最佳的煤质组成。
4. 控制系统：将智能化配煤算法应用在控制系统中，实现自动化控制。
根据焦炭生产的实际需求，自动调整煤的配比。
5. 报警与反馈：当煤质参数超过阈值范围时，系统自动进行报警，并及时反馈给操作人员。
6. 可视化界面：设计直观的可视化界面，显示煤质参数的实时变化情况和系统的运行状态，方便操作人员进行监控和调整。
四、技术支持：
1. 人工智能技术：采用机器学习、深度学习等先进技术，对大量的煤质参数数据进行分析和建模，提高配煤精准度和效率。
2. 传感器技术：选择合适的传感器，对煤质参数进行实时监测和采集，确保数据的准确性和实时性。
3. 数据处理技术：利用大数据技术对采集到的煤质参数进行存储、分析和处理，形成有价值的数据，并提供给智能化算法使用。
4. 控制系统技术：采用先进的控制系统技术，将智能化配煤算法嵌入到控制系统中，实现自动化控制。
5. 可视化界面技术：采用图形化界面技术，设计友好直观的界面，使操作人员能够方便地监控和调整系统运行状态。
五、实施步骤：
1. 系统需求分析：与焦化厂合作，了解其焦炭质量和产能的要求，收集煤质参数的需求。
2. 系统设计与开发：根据需求分析结果，设计智能配煤系统的整体架构，并进行开发和测试。
3. 传感器网络布置：根据实际情况，合理布置传感器网络，确保对各个焦化工序的煤质参数进行全面监测。
4. 数据中心建设：搭建数据中心，建立数据库，实现数据的存储与分析。
5. 智能化算法开发：利用大量的历史数据进行算法开发，优化配煤算法。
6. 控制系统集成：将算法应用于控制系统中，实现自动化控制。
7. 可视化界面设计：设计友好直观的可视化界面，方便操作人员进行监控。
8. 系统测试与调试：对整个系统进行测试和调试，确保系统的稳定性和准确性。
9. 系统上线和运营：将系统投入使用，并进行日常运营和维护。
综上所述，通过智能配煤系统的设计，可以实现煤的精准配比和自动化控制，提高焦炭的质量和产能，降低人力成本，提高焦化工厂的运营效率。