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矿浆预热过程计算机控制系统的设计与开发
作 者: 赵字羽
导 师: 柴天佑
学 校: 东北大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 矿浆预热 高压酸浸 计算机控制系统 解耦控制
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 12次
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内容摘要
高压酸浸(High Pressure Acid Leach,缩写为HPAL)是湿法冶金工艺中的核心技术,而矿浆预热是高压酸浸工艺中的第一道工序,其工艺参数稳定与否直接影响着后续过程的生产质量与安全。随着高压冶炼设备制造技术和自动化控制技术的发展,在湿法冶金的工艺中高压浸出技术得到越来越多的重视和应用,成为镍冶炼工艺未来发展的主要趋势。本文针对高压酸浸镍钴冶炼工艺中矿浆预热过程具有多变量、强耦合、慢时变等复杂特性,设计与开发了矿浆预热过程的计算机控制系统。本文以某大型冶炼厂项目为背景,结合矿浆预热过程的特点,采用过程控制和过程监控两层结构的控制体系,设计与开发了矿浆预热过程的计算机控制系统,并用实验仿真的方式验证了控制效果。本文主要内容具体如下:1.综述了矿浆预热过程控制系统的发展现状和矿浆预热过程建模现状,分析了矿浆预热过程特性和控制的难点,在此基础上建立了矿浆预热过程液位的动态模型,并进行了模型验证。针对矿浆预热预热器液位控制的多变量强耦合特性,研究了三级预热器液位的解耦控制策略。2.采用过程控制和过程监控两层结构的控制体系,设计了矿浆预热过程计算机控制系统,包括控制系统结构设计、功能设计和控制策略设计。系统的控制层完成逻辑控制与回路控制,监控层用来实现系统管理、运行管理和生产报表管理功能。通过实现过程控制和过程监控的信息集成和功能集成,从而实现过程控制与管理的自动化。3.针对某冶炼厂高压酸浸镍钴冶炼项目,选用HoneyWell EpksR310DCS系统,具体开发了矿浆预热过程计算机控制系统,包括硬件的配置、架构,软件的监控画面组态、控制策略组态、系统组态等。并详细介绍了软件开发规则。最后,还利用实验室高压酸浸仿真系统,验证了控制系统是有效可行的。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-8 目录 8-10 第1章 绪论 10-16 1.1 课题背景及研究意义 10-11 1.2 矿浆预热过程控制及建模的国内外研究现状 11-13 1.3 矿浆预热过程控制主要存在问题 13-14 1.4 本文主要工作 14-16 第2章 矿浆预热工艺流程描述及建模 16-28 2.1 矿浆预热工艺介绍 16-18 2.2 矿浆预热过程控制要求及控制难点分析 18-20 2.3 矿浆预热过程建模 20-26 2.3.1 矿浆预热过程液位模型的建立 21-23 2.3.2 矿浆预热过程三级预热器液位耦合特性分析 23-26 2.4 本章小结 26-28 第3章 矿浆预热过程控制策略 28-40 3.1 逻辑控制 28-30 3.2 回路控制 30-36 3.2.1 预热器压力控制 30-31 3.2.2 预热器液位控制 31-36 3.3 控制策略仿真验证 36-39 3.4 本章小结 39-40 第4章 矿浆预热过程控制系统设计 40-48 4.1 控制系统结构设计 40-41 4.2 控制系统功能设计 41-45 4.2.1 控制系统监控功能 41-44 4.2.1.1 参数监视功能 41-42 4.2.1.2 控制功能 42-44 4.2.1.3 安全保护功能 44 4.2.2 控制系统管理功能 44-45 4.2.3 控制系统通信功能 45 4.3 控制系统硬件选型原则 45-47 4.4 本章小结 47-48 第5章 矿浆预热过程控制系统开发与验证 48-70 5.1 引言及工程背景介绍 48-49 5.2 控制系统硬件开发 49-51 5.2.1 控制系统硬件选型 49-50 5.2.2 控制系统硬件开发详细介绍 50-51 5.3 控制系统软件开发 51-66 5.3.1 软件开发环境简介 51-54 5.3.2 监控画面开发 54-60 5.3.2.1 监控画面开发规定 54-56 5.3.2.2 监控画面开发 56-60 5.3.3 控制策略开发 60-66 5.3.3.1 顺序逻辑控制策略开发 61-63 5.3.3.2 回路控制策略开发 63-66 5.4 控制系统实验验证 66-68 5.5 本章小结 68-70 第6章 结论与展望 70-72 参考文献 72-76 致谢 76-78 攻读硕士期间的主要工作 78
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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