逆流洗涤过程模型软件的研发

论文摘要

逆流洗涤是湿法冶金中的一个重要工序,占有很大的投资成本,其主要任务就是采用多级浓密机连续逆流洗涤的方法,从浸出矿浆中分离出含有可溶性组分的浸出液和排出经洗涤后的浸出渣。浓密机是逆流洗涤过程的主要设备,广泛用于选矿、化工、污水处理等行业。浓密机机理复杂,具有非线性、多变量、大时滞、慢时变、强耦合以及来料性质波动频繁等特性,难以给出准确的数学模型,实现其自动控制一直是该工业过程的一个难题。本文依托东北大学“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台建设,通过对逆流洗涤过程工艺的分析,建立了逆流洗涤过程的动态模型,设计开发了逆流洗涤过程的模型软件,并对模型软件的实验结果进行了深入的研究和分析。本文的主要研究内容如下：(1)建立逆流洗涤过程动态模型通过对逆流洗涤过程的工艺流程和动态特性的分析,根据物料守恒原理建立了浓密机的动态模型,然后根据各个浓密机的物料连接关系建立逆流洗涤过程全流程的动态模型。(2)逆流洗涤过程模型软件的设计与开发结合逆流洗涤过程的特点和控制要求,设计了逆流洗涤过程仿真实验平台。以逆流洗涤过程动态机理模型为基础,分别从模型软件人机界面、后台对象模型程序和前后台程序通讯三个方面,对逆流洗涤过程模型软件进行了设计与开发。首先利用WinCC开发了模型软件人机界面,包括初始画面、参数设置画面、工艺流程画面、趋势画面等；其次采用MATLAB开发了后台对象模型程序,完成了对后台对象模型的实时运算；最后运用OPC开发了前后台程序的通讯。(3)逆流洗涤过程模型软件的实验研究依据逆流洗涤过程模型软件,改变相关条件通过实验验证该模型的有效性。分别改变进料矿浆流量、底流泵频率、絮凝剂泵频率模拟出物料性质的变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 复杂工业过程建模和仿真技术的研究现状
• 1.3 浓密机建模研究现状
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 逆流洗涤过程描述
• 2.1 逆流洗涤过程工艺流程
• 2.1.1 逆流洗涤过程工艺全流程
• 2.1.2 洗涤用浓密机工艺介绍
• 2.1.3 逆流洗涤过程执行结构和检测仪表
• 2.2 影响洗涤效果的因素分析
• 2.3 逆流洗涤过程建模难点分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 逆流洗涤过程建模
• 3.1 洗涤用浓密机模型的建立
• 3.1.1 浓密机泥层界面高度和底流浓度模型的建立
• 3.1.2 浓密机溢流浓度模型的建立
• 3.2 逆流洗涤过程全流程模型的建立
• 3.3 本章小结
• 第4章 逆流洗涤过程模型软件的设计与开发
• 4.1 逆流洗涤过程仿真实验平台的总体设计
• 4.1.1 仿真实验平台的结构设计
• 4.1.2 仿真实验平台的功能设计
• 4.2 逆流洗涤过程模型软件的设计
• 4.2.1 模型软件的结构设计
• 4.2.2 模型软件的功能设计
• 4.3 逆流洗涤过程模型软件的开发
• 4.3.1 模型软件的开发环境
• 4.3.2 模型软件人机界面的开发
• 4.3.3 后台对象模型程序的开发
• 4.3.4 前后台程序通讯的开发
• 4.4 本章小结
• 第5章 逆流洗涤过程模型软件的实验研究
• 5.1 进料矿浆流量变化实验研究和分析
• 5.2 底流泵频率变化实验研究和分析
• 5.3 絮凝剂泵频率变化实验研究和分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要工作