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煤矿智能化选煤厂控制系统自主开发方案1

煤矿智能化选煤厂控制系统自主开发方案

摘要

本报告系统阐述了煤矿智能化选煤厂控制系统自主开发的全套解决方案。随着工

业4.0和智能制造的深入推进，传统选煤厂面临转型升级的迫切需求。本研究基于国家

《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等政策导向，结合我国选煤行业现状，提出了

一套完整的智能化控制系统开发方案。方案涵盖了从基础自动化到智能决策的全流程

技术体系，包括分布式控制系统(DCS)、制造执行系统(MES)和智能优化算法等核心

技术模块。通过采用分层架构设计、模块化开发和标准化接口，实现选煤全流程的智能

感知、智能决策和智能执行。研究采用理论分析与实证研究相结合的方法，通过建立数

学模型和仿真验证，确保系统的可靠性和实用性。预期成果包括一套具有自主知识产权

的智能化控制系统平台，可提升选煤效率15%20%，降低能耗10%15%，减少人工干预

30%以上。本方案的实施将显著提升我国选煤行业的智能化水平，为煤炭工业的高质量

发展提供技术支撑。

引言与背景

1.1研究背景

全球能源结构正在经历深刻变革，煤炭作为我国主体能源的地位短期内难以改变。

据国家统计局数据显示，2022年我国煤炭消费量占能源消费总量的56.2%。然而，传统

选煤工艺存在效率低、能耗高、自动化程度不足等问题。随着《中国制造2025》战略的

实施，煤矿智能化已成为行业发展的必然趋势。国家能源局发布的《煤矿智能化建设指

南(2021年版)》明确提出，到2025年大型煤矿和灾害严重煤矿要基本实现智能化。选

煤厂作为煤矿生产的重要环节，其智能化水平直接影响煤炭资源的清洁高效利用。

1.2研究意义

智能化选煤厂控制系统的开发具有多重战略意义。从技术层面看，可突破国外技术

垄断，实现关键核心技术自主可控；从经济层面看，可显著提升选煤效率，降低生产成

本；从环保层面看，有助于减少污染物排放，促进煤炭清洁利用；从安全层面看，可减

少人工操作，降低安全风险。据中国煤炭工业协会测算，全面实现智能化后，全国选煤

厂年可增加经济效益约200亿元，减少二氧化碳排放约1000万吨。

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1.3研究范围

本研究聚焦于选煤厂核心生产过程的智能化控制系统开发，包括原煤准备、分选、

产品处理等主要环节。研究范围涵盖感知层、控制层、决策层三个技术层级，涉及硬件

设备、软件系统、通信协议等多个方面。研究将重点解决工艺参数优化、设备协同控制、

质量在线监测等关键技术问题，但不包含选煤厂基础设施改造和人员培训等内容。

1.4研究方法

本研究采用系统工程方法论，结合理论分析、仿真模拟和实证验证等多种研究手

段。具体包括：文献调研法梳理国内外相关研究现状；数学建模法建立选煤过程动态模

型；仿真分析法验证控制算法有效性；案例研究法选取典型选煤厂进行实证测试。研究

将遵循”理论设计验证优化”的技术路线，确保开发成果的科学性和实用性。

1.5报告结构

本报告共分为14个章节，系统阐述了智能化选煤厂控制系统开发的各个方面。从

政策环境分析到技术路线设计，从实施方案制定到经济效益评估，形成了一套完整的解

决方案。各章节之间逻辑递进，层层深入，为选煤厂智能化改造提供全面指导。

研究项目概述

2.1项目目标

本项目旨在开发一套具有自主知识产权的智能化选煤厂控制系统，实现选煤全流

程的自动化、信息化和智能化。具体目标包括：建立覆盖全厂的智能感知网络，实现工

艺参数实时监测；开发智能控制算法，实现关键设备的自动优化运行；构建决策支持系

统，辅助生产管理和调度优化。通过三年时间，完成系统开发、测试和应用示范，形成

可复制推广的智能化解决方案。

2.2项目内容

项目主要内容包括四个技术模块：智能感知模块、过程控制模块、优化决策模块和

系统集成模块。智能感知模块部署各类传感器和检测设备，采集温度、压力、流量、浓

度等工艺参数；过程控制模块基于PLC/DCS系统实现设备自动控制；优化决策模块采

用人工智能算法进行工艺优化；系统集成模块通过工业以太网和数据库技术实现各模

块协同工作。

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