石煤提钒工艺过程管控一体化系统的设计与研究

发布时间：2020-09-08 16:17

　　分析我国石煤提钒技术现状和目前控制领域的前沿方法,并制定了相应的技术路线。阐述了PID控制和Fuzzy控制对于工业设备的控制特点,对石煤提钒中关键工艺过程的控制参数进行分析,确定。根据既有数据对物料计量设备、石煤提钒焙烧窑、逆流浸出罐建立数学模型;并进行基于PID控制的Simulink仿真研究,通过引入Fuzzy-PID控制,着重的研究了焙烧窑的控制特性,其仿真结果可作为控制系统设计和调整的参考。分类整理提钒焙烧过程中的众多参数数据,运用关联规则的数据挖掘方法对提钒过程中的各参数数据进行处理;采用Apriori算法对数据进行关联规则挖掘,最终得到高置信度的关联规则:当熟料浸出率在75%以上时,焙烧窑温度保持在880~930℃,焙烧反应时间为2.35~2.55h,酸溶液pH值保持在2~2.5,浸出液温度保持在90℃左右。在此关联规则结果的指导下,确定出整个生产过程的最优控制状态,最终达到提高提钒质量和产量的目的。结合我国目前石煤提钒的现状,确立以集散型控制系统技术、PLC控制技术,工业以太网技术、实时数据库技术和WinCC监控组态软件技术为主要技术的管控一体化实现模型。对管控一体化系统的实现进行了分层次介绍,通过设备与检测点层、生产运行执行层、生产管理决策层,三个层次的相互协调实现对提钒过程的协同管控。对主要设备功能界面以及过程监控系统进行了设计,根据物料计量设备、焙烧窑、逆流浸出设备等的特定要求,设计配套电气、仪控装置等,将整个石煤提钒所有信号进行组态,构成人机界面显示于总控制室,为管控一体化系统的实现提供基础。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF841.3
【部分图文】：

运行图,制球,运行图,现场设备

图2.10部分制球现场设备运行图其中，计量皮带输送的矿粉落入双轴搅拌机的入料口；加水搅拌均匀后拌皮带机，储水罐内部的液位传感器会检测储水情况，有水时启动水泵向拌机加水，无水时发出报警信号并开启驱动电机，水罐中要保持 20%-95%量，当低于 20%时开启水阀或水泵加水，达到 95%储水量时停止加水，停先关闭加水，水泵延时 5 秒关闭驱动电机；搅拌皮带机接收由双轴搅拌机来的搅拌矿粉，然后将搅拌矿粉送到制球机，经与添加剂、水完成配比后矿粉被制成矿球，矿粉分布皮带机与制球机出料口相连，出料口将矿球送接料车。矿球分布皮带机在矿球接料车上部左右摆动。将矿球均匀送入矿车，接料车来回运动装料、卸料，将矿球转运到布料车上则整个制球工艺结统设备启动流程图如图 2.11。N制球系统矿粉仓启动储水罐启动矿粉仓振动电机启动正常？料仓下料通畅状态？NNYYN

物料输送,现场图,皮带

152.2.2 制球物料计量装置控制分析石煤提钒中矿粉在制成矿球时会经物料计量装置计量，如图2.12，作为该厂提钒工艺的首个工艺过程，需要对原材料量准确的计量，然后结合后续的提钒终产品量，得到整个提钒过程的耗材成本；同时由于工艺过程中会加入其它添加剂，为保证配比关系，必须保证物料流量一直在恒定状态，而对计量装置进行控制研究，提高其控制精度是保证配比，得到准确耗材量的前提。该计量装置主要的测量仪表和元件有称重传感器、速度传感器、和调速电机等几项。工作流程为：1）储料仓中的物料定量的落入计量皮带上，称重传感器检测到相应的电信号将其传输到调节器，作为调节测量输入信号。2）调节器中设有初始流量设定值

仿真模型,PID控制,纯滞后环节,硕士学位论文

武汉科技大学硕士学位论文系统是一个纯滞后环节，故根据生产实践和经验，其传递函数如式（222e( )5.5 2.5sG Ss s 根据经验法整定PID参数，PID控制的参数为Kp=2，Ki=1.2，Kd=ink中建立模型，如图2.15所示，并进行PID控制仿真，仿真系统控制所示：

【参考文献】