韶冶粗锌流量控制系统的开发与生产实践

论文摘要

韶关冶炼厂精馏分厂在锌的精馏过程中,液态粗锌从熔化炉加入到铅塔时的流量是一个非常重要的参数。粗锌液流量稳定与否,是影响精馏塔寿命以及产品产量和质量的最重要的因素之一。进入铅塔的锌液流量大小直接关系到塔的寿命和精锌纯度,如果流量过大,热量不足,温度不能达到锌的沸点,锌不能蒸发,起不到精馏的作用;如果流量过小,热量过剩,温度高过锌的沸点很多,可能烧坏精馏塔,也可能使得一些沸点较高的杂质被蒸发,影响锌的纯度,甚至发生“冲顶”的恶性事故。所以,将粗锌液流量稳定控在合理的范围内将给冶炼企业带来巨大的经济效益。液态锌由于高温和腐蚀性且流量小,目前国内外尚未实现对这个参数的在线检测。论文在深入了解精馏工艺的基础上,提出了一种基于软测量技术的检测方法——称重法,它以粗锌液的重量作为检测参数,以流体力学中的孔口出流理论为依据建立流量与重量之间的数学模型从而实现对流量的间接测量,解决了粗锌液流量无法测量的难题。在原有锌液流量控制的基础,本论文提出了锌液流量控制系统的机械结构及工作原理,控制过程的具体实现过程,计算机根据生产要求输入流量设定值,下位机(PLC)根据计算机的设定值控制步进电机,调节碳化硅棒与加控器杯口的间隙,同时论文用VC设计了一套监控和管理软件实现对生产现场数据的监控和对操作人员的管理。此锌液流量控制系统在现场运行结果表明系统工作可靠,解决了原有控制系统无法解决的高温小流量、腐蚀性强的液体流量控制的问题,提高了韶关冶炼厂的精锌生产水平,给工厂带来较大的经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.1.1 精馏法生产原理
• 1.1.2 精馏法生产工艺流程
• 1.1.3 课题的提出及其研究意义
• 1.1.4 国内外研究现状
• 1.2 课题的研究方法和论文的结构安排
• 1.2.1 课题的研究方法
• 1.2.2 论文的结构安排
• 第二章 粗锌流量控制方案的研究
• 2.1 测量系统的确定
• 2.1.1 软测量技术及其应用
• 2.1.2 称重法的原理
• 2.2 相关的流体力学理论
• 2.3 相关试验
• 2.3.1 不同孔口的流量试验
• 2.3.2 不同粘度的流量试验
• 2.4 粗锌液流量数学模型的建立
• 2.5 本章小结
• 第三章 粗锌流量控制系统的设计
• 3.1 粗锌流量控制系统设计与开发
• 3.1.1 历史状况
• 3.1.2 粗锌流量控制系统方案
• 3.2 现场数据采集的系统设计
• 3.2.1 现场数据采集与处理系统
• 3.2.2 数据的采集
• 3.2.3 数据的处理
• 3.2.4 流量控制系统的组成
• 3.3 控制算法研究
• 3.3.1 PID控制原理
• 3.3.2 控制算法的确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 粗锌流量控制系统软件的设计与研究
• 4.1 软件系统结构
• 4.1.1 人机界面设计
• 4.1.2 实时监控功能设计
• 4.2 控制系统的数据记录及处理
• 4.2.1 系统数据
• 4.2.2 程序具体实现
• 4.3 计算机与PLC通讯
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 通信的数据格式
• 4.3.3 上位机的通信编程
• 4.3.4 PLC的通信编程
• 4.4 数据采集与滤波
• 4.4.1 上位机的数据的采集和滤波
• 4.4.2 PLC的数据的采集和滤波
• 4.5 本章小结
• 第五章 粗锌流量控制系统的生产实践
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢