金盐自动化生产线的设计与研究

论文摘要

金盐是镀金行业的主要原料之一。随着镀金行业的发展,国内对金盐的需要越来越大。金盐的纯度直接影响镀层的质量和寿命。尤其是在集成电路等电子器件的生产中,对镀金所用金盐的质量要求越来越高。目前,国内的金盐生产技术是比较落后的,整个生产过程都是采用原始的人工方法进行生产,生产效率低下,生产出来的金盐产品的质量也很多达不到优质金盐的标准。如果采用多次结晶的方法,也可以在一定程度上提高金盐的质量,但是这样会大大的延长金盐的生产周期,降低生产效率,这种代价是很昂贵的。因此有必要研制一种金盐的自动化生产线,采用先进的自动化技术来取代纯人工的生产方式,提高我国金盐技术的国际竞争力。本文通过对招远公司的实地考察,结合自动化知识和金盐的人工生产工艺,设计了一套自动化金盐生产线。本文主要做了以下研究和设计工作：1、确定合适的金盐生产工艺及控制总体方案：了解各种金盐生产工艺的原理,分析各种工艺的优缺点,结合实际情况确定合适的工艺；根据金盐生产工艺各部分的控制特定确定总体控制方案。2、控制系统硬件方案的设计。3、控制系统软件方案的设计：软件方案的设计包括上位机组态软件的设计和PLC控制程序的设计,实时监控金盐生产工艺各部分的运行状态,实现对现场设备的远程控制以及关键工艺参数的采集、处理等。4、金盐干燥环节的控制策略研究：干燥过程具有大滞后、非线性和时变等特点,本论文采用模糊PID的控制策略对干燥过程进行控制。本文对现有的金盐生产工艺进行了深入的研究。详细了解了每一个环节存在的需要注意的细节,同时也了解了现有金盐制备工艺中存在的一些迫切需要加以解决的问题。然后结合自动化的相关知识和原理,对金盐生产线进行改造。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 国内外金盐生产现状
• 1.3 课题的研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 系统方案设计
• 2.1 方案选择
• 2.1.1 雷酸金法
• 2.1.2 氰化亚金法
• 2.1.3 鼓氧氰化法
• 2.1.4 碱还原—KCN络合法
• 2.1.5 隔膜电解法
• 2.1.6 工艺的选择分析
• 2.2 电解法金盐生产工艺简介
• 2.2.1 金锭压片
• 2.2.2 KCN溶液的配制
• 2.2.3 电解工艺
• 2.2.4 冷却结晶工艺
• 2.2.5 干燥工艺
• 2.3 控制系统方案总体设计
• 2.3.1 系统总体结构图
• 2.3.2 系统各单元功能描述
• 2.4 本章小结
• 第三章 金盐自动化生产过程中的理论分析
• 3.1 电解技术介绍
• 3.1.1 电解槽的工作原理
• 3.1.2 电解装置的特点
• 3.1.3 电解槽的联结
• 3.2 结晶工艺过程分析
• 3.2.1 结晶的基本原理
• 3.2.2 结晶的操作与控制
• 3.3 干燥工艺过程分析
• 3.3.1 干燥操作的分类
• 3.3.2 几种常用加热方法简介
• 3.3.3 干燥速率曲线与干燥过程分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 金盐自动化生产线的硬件设计
• 4.1 控制系统的硬件设计
• 4.1.1 S7-300系列PLC简介
• 4.1.2 S7-300系列PLC在本系统中的应用
• 4.2 主要硬件设备的设计
• 4.2.1 压片环节的硬件设计
• 4.2.2 电解环节的硬件设计
• 4.2.2.1 电解槽的硬件设计
• 4.2.2.2 整流柜的硬件设计
• 4.2.3 结晶和干燥环节的硬件设计
• 4.2.3.1 传统的结晶和干燥环节问题分析
• 4.2.3.2 全密闭四合一机的结构和原理
• 4.2.3.3 全密闭四合一机的优点
• 4.3 辅助系统的硬件设计
• 4.3.1 管道的硬件设计
• 4.3.2 KCN溶液配制系统的硬件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 金盐自动化生产线的软件设计
• 5.1 PLC程序设计
• 5.1.1 软件设计的基本方法
• 5.1.2 编程软件STEP 7简介
• 5.1.3 编程软件STEP 7在本系统中的应用
• 5.2 上位组态软件设计
• 5.2.1 上位组态软件组态王介绍
• 5.2.2 组态王在本系统中的应用
• 5.3 双机冗余系统
• 5.3.1 双机冗余的原理
• 5.3.2 双机冗余的功能
• 5.3.3 双机冗余在组态王中的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 金盐自动化生产线中算法分析
• 6.1 控制算法的设计
• 6.1.1 金盐干燥过程控制策略分析
• 6.1.2 模糊控制理论概述
• 6.1.3 PID控制原理
• 6.2 模糊PID控制器的设计
• 6.3 控制策略仿真
• 6.4 模糊PID算法的实现
• 6.4.1 模糊算法在PLC中的实现
• 6.4.2 PID算法在PLC中的实现
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 对未来研究的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表