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太原理工大学硕士研究生学位论文
APN 型压滤机关键技术研究与应用
摘 要
煤泥水处理是选煤厂的重要生产环节，煤泥的回收再利用不仅能够提
高选煤厂的经济效益，还能降低对生态系统的破坏，对整个选煤厂的生产
效率和闭水循环有重大影响。压滤机作为煤泥水处理的重要设备，其自动
化程度严重影响着整个压滤车间的生产效率。寺河选煤厂压滤车间有 9 台
APN18S6 型压滤机，它们由人工手动进行操作，自动化程度低，工人劳动
强度大，同时整个车间设备没有建立统一的远程监控平台，信息传递不便。
为解决上述问题，本文以 APN18S6 型压滤机作为研究对象，实现整个车间
的自动化、无人化生产，同时建立统一的智能移动终端远程监控平台。
为了研究压滤机的上、中、下三种入料方式对压滤过程造成的影响，
为压滤机的选型和设计提供理论依据，论文通过在 ANSYS Workbench 的
Fluent 中建立压滤机滤室仿真模型，同时以选煤厂的 APN 型压滤机的工业
实际运行参数进行流体仿真。为了模拟压滤机滤饼在形成过程中对煤泥水
的过滤作用，本文将滤室划分为 10 层，在该层滤饼形成滤层时将其设置成
多孔介质，同时根据不同粒度的煤泥在滤室中分布情况不同，将滤室中间
和两边的滤层设置成不同孔隙率的多孔介质。
为实现压滤机的自动控制，论文根据车间压滤机的工作过程和使用现
状对压滤机自动控制部分进行设计和优化。本文采用 AB Micro850 型 PLC
作为压滤机控制器，触摸屏采用 TPC1061Ti，其它硬件设备都采用原有设
备。论文根据压滤机的关闭、上料、加压过滤、吹气置换、卸饼等工作过
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程编写控制程序，同时根据压滤机实际情况对控制部分进行改进，增加了
循环卸饼和二次关闭等自动控制过程。
在自动控制的基础上，论文设计了整个车间设备的群控系统。通过在
煤泥桶上添加液位传感器实现煤泥桶中煤泥水的自动添加，同时通过底流
浓度控制底流泵的起停，整个车间的刮板输送机、底流泵和阀门等都通过
车间大型 PLC Logix5561 控制。在此基础上，论文设计了更换后的压滤机
控制器和 Micro850 及 Logix5561 这三种控制器之间的通讯，通过读取工作
状态，实现压滤车间刮板输送机、压滤机、煤泥桶、底流泵、助滤剂添加
装置等的自动协同控制。
在车间整个自动协同控制基础上，论文基于智能网关和云平台技术设
计了智能移动终端远程监控系统。控制器之间通过智能网关实现信息的无
线传输，通过云平台组态和外网发布后，企业人员通过智能移动终端随时
随地可远程访问压滤车间监控平台，实现对设备的远程监控，及时了解生
产工况，同时通过权限设置来保证企业生产信息的安全性。
仿真结果表明采用上部入料时容易形成均匀滤饼，成饼速度快，而采
用中部或下部入料时，滤室下部分煤泥流速比上部分大，不利于滤饼的形
成。
系统运行后可减少固定操作岗位 2 人，每年可节约大量成本，同时可
降低工人劳动强度，实现整个车间的自动化、无人化生产，提高了车间的
生产和管理效率，而企业人员通过 PC 或智能移动终端可远程访问云平台，
随时随地远程监控生产过程，能实时了解生产信息，对整个选煤厂的自动
化和信息化建设具有重要影响。
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关键词：仿真，自动控制，群控，智能移动终端，远程监控