废旧有色金属涡电流分选技术研究

发布时间：2017-07-02 09:08

  本文关键词：废旧有色金属涡电流分选技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国工业的快速发展,汽车、家电和机械等产品更新换代的速率加快,随之产生的废金属量迅猛增加,废金属资源的回收与再利用技术已成为金属工业可持续发展的重要研究领域。但是技术装备落后、先进分选设备稀少等问题严重制约着我国废金属回收行业的发展。为了提升我国废金属分选回收设备的技术水平,提高金属回收效率,节约金属资源,本文针对涡电流分选技术进行了深入研究,具体内容包括:(1)在分析涡电流产生和特性的基础上,研究了国内外有色金属涡电流分选技术的发展现状,结合麦克斯韦方程组剖析了涡电流分选机的分选原理,并给出了磁辊磁场强度和涡流力的计算模型。(2)研究了涡电流分选仿真技术及仿真平台开发技术。首先,基于有限元分析软件COMSOL对磁辊进行了建模,以分析磁辊的磁场强度分布规律和废料在旋转磁辊下的受力情况。其次采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法实现了有色金属废料分选过程的模拟,以此计算废料的分选距离。最后,基于MATLAB开发了涡电流分选仿真平台。(3)研究了涡电流分选机结构参数和工作参数优化方法。首先,以皮带式涡电流分选机为研究对象,通过试验研究了磁辊磁场分布规律和废料飞离距离,并分析了影响飞离距离的因素。然后,以试验和仿真的数据为样本训练BP神经网络,完成了分选机工作参数的优化。最后,结合有限元分析软件COMSOL对磁辊的分析结果,优化了分选机的结构。(4)基于西门子PLC,设计了涡电流分选机的控制系统,通过集成优化的分选参数,改善了涡电流分选机的分选效果,并提高了分选机的适用性。
【关键词】：金属分选 涡电流分选 BP神经网络 控制系统 有限元
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 废旧金属分选技术国内外研究概况14-16
• 1.2.1 磁选15-16
• 1.2.2 X射线分选16
• 1.3 涡电流分选技术国内外研究概况16-18
• 1.3.1 涡电流分选16-17
• 1.3.2 涡电流分选设备17-18
• 1.4 研究内容18-20
• 第二章 涡电流分选原理20-26
• 2.1 涡电流物理学理论20-22
• 2.1.1 涡电流的产生及其特性20-21
• 2.1.2 麦克斯韦方程组21-22
• 2.2 涡电流分选机分选原理22-25
• 2.2.1 涡电流分选原理22-23
• 2.2.2 磁辊磁场强度计算模型23
• 2.2.3 涡流力计算模型23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 涡电流分选仿真技术及平台实现26-49
• 3.1 分选机磁辊有限元分析26-36
• 3.1.1 有限元法和COMSOL软件简介26-27
• 3.1.2 磁辊磁场强度计算和分析27-33
• 3.1.3 废料所受涡流力分析和计算33-36
• 3.1.4 涡电流分选机有限元分析结论36
• 3.2 涡电流分选过程仿真36-41
• 3.2.1 基于COMSOL和MATLAB的联合仿真方法38-39
• 3.2.2 MATLAB运动状态计算算法39-40
• 3.2.3 联合仿真实现40-41
• 3.3 涡电流分选仿真平台构建与实现41-47
• 3.3.1 界面设计41-45
• 3.3.2 数据处理45-47
• 3.4 涡电流分选仿真平台使用47-48
• 3.4.1 废料参数输入47
• 3.4.2 涡电流分选机参数输入47-48
• 3.4.3 运行和查询48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 涡电流分选机结构和工作参数优化49-72
• 4.1 涡电流分选机磁辊磁场分布规律试验49-53
• 4.1.1 试验设备49-50
• 4.1.2 试验流程50-51
• 4.1.3 测量结果分析51
• 4.1.4 磁场强度理论值计算51-52
• 4.1.5 测量值、理论值、仿真值结果比较52-53
• 4.2 废料飞离试验53-56
• 4.2.1 试验原料53
• 4.2.2 试验设备53-54
• 4.2.3 试验步骤54
• 4.2.4 试验结果数据54-56
• 4.3 废料飞离距离影响因素分析56-58
• 4.3.1 工作参数影响规律研究56-57
• 4.3.2 废料参数影响规律研究57-58
• 4.4 分选机工作参数优化58-63
• 4.4.1 分选机工作参数优化算法58
• 4.4.2 BP神经网络58-60
• 4.4.3 工作参数优化60-62
• 4.4.4 工作参数验证试验62-63
• 4.4.5 分选机工作参数设置63
• 4.5 分选机结构参数优化63-71
• 4.5.1 磁辊滚筒结构优化63-65
• 4.5.2 磁辊结构优化65-71
• 4.6 本章小结71-72
• 第五章 涡电流分选机控制系统设计72-87
• 5.1 控制系统硬件设计及选型72-77
• 5.1.1 控制系统总体方案设计72-73
• 5.1.2 PROFIBUS、PROFINET现场总线通信73-74
• 5.1.3 控制系统主要硬件设备74-77
• 5.2 控制系统软件设计77-84
• 5.2.1 STEP7和WinCC flexible简介77-79
• 5.2.2 PLC程序设计79-81
• 5.2.3 触摸屏组态程序设计81-84
• 5.3 控制系统调试84-86
• 5.3.1 软件系统的模块化调试84-85
• 5.3.2 实物调试85-86
• 5.4 本章小结86-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 总结87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-94
• 攻读硕士学位期间发表（录用）论文情况94

【参考文献】

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本文编号：509257