论文摘要
随着有色冶金工业的发展,我国冶炼烟气制酸工业有了长足的进步,冶炼烟气制酸产量也在硫酸总产量比重越来越大。硫酸串酸工段是烟气制酸工艺中极为重要的一个环节,位于干燥和吸收工序之间,不仅吸收了绝大部分二氧化硫,解决了环境污染问题,同时生产成品酸,又能为工厂创造巨大的经济效益,其操作的好坏直接影响到整个制酸系统的运行情况。然而,硫酸串酸工段是一个具有大惯性和大滞后性特点的时变非线性控制对象,扰动因素较多,通过数学建模和常规自动控制方法难以取得理想的控制效果。论文的研究目的就是采用先进的智能控制策略调节控制串酸工段的重要变量,并采用西门子冗余PLC和WinCC组态软件设计一套硫酸串酸自动控制系统,以实现节能减排高效生产。论文分析了烟气制酸系统的工艺流程、串酸工段的构成及功能,设计了串酸自动控制系统,实现了对浓度、液位及阀门开度等过程变量的实时检测和调节以及对工艺流程的实时监控等。论文通过对工艺的分析和讨论,设计了系统的控制方案。由于模糊控制不需要得出精确的工艺数学模型,而且鲁棒性强,干扰和参数的变化对控制效果的影响被大大减弱,在串酸系统最为重要的浓度控制中采用了模糊控制的方法来调节98%串酸阀和93%串酸阀,并通过粒子群算法来优化隶属度函数,同时经过实验室Simulink仿真显示该模糊控制策略是有效的。由于串酸同时会引起两个循环槽液位的变化,论文采取了液位临界处理的方法。依据系统的控制方案,设计了控制系统的硬件及软件。系统选用S7-400H PLC完成系统的配置和软件编程,通信网络采用工业以太网和现场总线技术,并设计了自动控制程序及模糊控制程序,采用WinCC设计了上位机监控画面及报警等,满足了系统的控制要求。