离子交换树脂法回收氰化物pH值模糊自整定控制研究

论文摘要

氰化物是一种剧毒物质，其广泛应用于稀贵金属冶炼、化学工业、合成纤维工业等领域，如果中、高浓度氰化尾液直接外排会造成严重的环境污染，甚至威胁人类的生命安全，因此对氰化物污染控制与治理一直都是人们关心的问题，离子交换树脂法是一种回收氰化物的新方法，其吸附环节中的重要影响参数pH值的测量和控制对于提高回收率，减少环境污染及维护设备的安全等方面具有十分重要的意义。但由于在中和反应过程中pH值的非线性和时变性，使得对其控制一直是行业中面临的难题，本文在分析工艺特性的基础上，针对pH值参数的控制提出了一种带调整因子的模糊规则自整定控制算法。论文基于实验数据，借助MATLAB中的系统辨识工具箱得到被控对象的数学模型，采用模糊控制器实时整定调整因子，从而改变不同工况输入变量的作用权重，使系统输出更好地跟随设定值。同时在MATLAB环境下分别对不加/加随机干扰两种情况进行仿真实验，并与使用纯模糊控制策略的仿真结果进行比较，证明了带调整因子的模糊自整定控制算法具有更好的抗干扰能力；并且响应速度快，动态性能好，为今后在工程实践中的应用打下了基础。文中基于组态王(KingView)软件平台，开发了系统人机界面(HMI)及管理软件。该系统硬件由上位机(PC)和下位机(PLC)构成，上位机(PC)主要负责数据接收、过程监控、故障报警、控制算法调节等；下位机(PLC)程序控制主要负责数据采集、比例阀控制等。论文所研究问题能促进计算机控制系统在氰化物回收领域的开发和应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源、目的和研究的意义
• 1.3 国内外研究现状及发展水平
• 1.4 本文研究的问题和主要内容
• 第2章 离子交换树脂法工艺概述
• 2.1 离子交换树脂及其主要功能
• 2.2 离子交换树脂法的原理及其在回收氰化物废液中的应用
• 2.3 离子交换树脂法回收含氰废液的工艺流程及相关设备
• 第3章 模糊控制器设计
• 3.1 模糊控制理论
• 3.1.1 模糊控制概述
• 3.1.2 模糊控制的发展
• 3.1.3 模糊控制系统的组成
• 3.2 模糊控制器
• 3.2.1 模糊控制器的组成
• 3.2.2 模糊控制器设计的基本方法
• 3.3 pH值模糊控制器的设计
• 3.3.1 模糊控制器的结构设计
• 3.3.2 模糊控制规则的建立
• 3.3.3 赋值表的调整
• 3.3.4 模糊控制查询表
• 3.4 pH值模糊控制仿真
• 3.4.1 pH值控制系统建模
• 3.4.2 pH值模糊控制仿真
• 第4章 带调整因子的模糊规则自整定控制算法
• 4.1 带一个调整因子的模糊控制器实现
• 4.1.1 带一个调整因子的模糊控制器设计思路
• 4.1.2 仿真与实现
• 4.2 带两个调整因子的模糊控制器实现
• 4.2.1 带两个调整因子的模糊控制器设计思路
• 4.2.2 仿真与实现
• 4.3 带调整因子的模糊规则自整定算法
• 4.3.1 带调整因子的模糊规则自整定算法设计
• 4.3.2 调整因子模糊控制器设计
• 4.4 pH值控制回路带调整因子的模糊规则自整定算法仿真
• 4.4.1 系统仿真与实现
• 4.4.2 小结
• 第5章 PH值计算机监控系统设计
• 5.1 pH值监控系统总体设计原则
• 5.2 pH值监控系统设计方案
• 5.3 监控系统硬件设计
• 5.3.1 下位机PLC的配置
• 5.3.2 上位机PC的配置
• 5.4 监控系统软件设计
• 5.4.1 软件设计指导思想
• 5.4.2 软件设计平台和工具
• 5.4.3 软件设计具体实现
• 5.5 人机界面（HMI）设计
• 5.5.1 组态软件简介
• 5.5.2 监控界面设计及功能
• 第6章 论文总结
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 进一步的研究和开发工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录 研究生期间发表论文