基于PLC的斜板分级浓密箱自动控制系统研究

论文摘要

斜板分级浓密箱是通过引进消化国外产品而研制开发的水力分级设备。它具有结构简单、操作方便、能耗低、占地面积小、处理能力大、分级效率高等优点。近年来,逐渐被应用于选矿、钢铁、轻工、环保、造纸、磷化工等多个行业和领域。斜板分级浓密箱在攀枝花选钛厂的应用中,矿浆经此设备一次完成分级、浓缩作业,分级出满足选钛作业要求的粒级产品。解决了原有先浓缩脱泥,再分级工艺中,浓缩分级设备分级效率低、生产能力低及筛网磨损快等生产技术存在的问题。虽然斜板分级浓密箱在理想情况下分级效率等技术指标很高,但由于入选原矿流量变化大,浓度及粒度波动也大,依靠人工难以准确、及时对流量、浓度等物理参数的操控,使设备的技术指标如分级效率、浓缩效果都达不到最佳。因此,研究自动控制系统来对其进行自动化操作,以提高此设备的技术经济指标和资源的利用率等具有重要意义。本文在总结国内外选矿厂浓度、流量等参数自动控制技术的基础上,结合斜板分级浓密箱在现场的实际使用情况,利用成熟的可编程序控制器和传感器技术,对斜板分级浓密箱在攀钢选钛厂将选矿厂磁尾矿浆物料按63μm粒级分级和浓缩作业的自动控制进行研究。本文重点在研究分析了斜板分级浓密箱工作原理的基础上,针对选钛厂将磁尾矿浆物料按63μm粒级分级和浓缩作业,控制系统选用三菱FX2N-32MT型可编程序控制器主机,4通道模拟量输入模块FX2N-4AD,4通道模拟量输出模块FX2N-4DA,串行通信接口模块FX2N-485-BD,组成控制系统的控制核心。采用HHD智能电磁流量计、微压差浓度传感器、ZSX-D智能型电子式电动胶管调节阀构成整个控制系统硬件部分。使用梯形图编制了控制程序,并利用组态王软件编制了上位机程序。来实现对斜板分级浓密箱的自动控制。并在自制设备上进行了实验,达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出和研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的目的和内容
• 1.3.1 研究的目的
• 1.3.2 研究的内容
• 1.4 控制方案选择
• 第二章 斜板分级浓密箱简介
• 2.1 斜板分级理论基础
• 2.1.1 理想情况分级
• 2.1.2 水流方式对分离粒度的影响
• 2.1.3 由流体力学基本方程推导板间流速方程
• 2.1.4 由颗粒轨迹法推导板间流速方程
• 2.1.5 边界层与剪切分散作用
• 2.2 攀钢选钛厂给料斜板分级浓密箱介绍
• 2.2.1 斜板分级浓密箱设计要求
• 2.2.2 斜板分级浓密箱结构
• 2.2.3 斜板分级浓密箱试验结果
• 第三章 PLC原理及FX2N系列PLC主要性能指标
• 3.1 PLC概述
• 3.1.1 PLC系统的基本结构
• 3.1.2 PLC的特点
• 3.1.3 PLC的主要应用领域
• 3.1.4 PLC的发展趋势
• 3.2 PLC原理
• 3.3 PLC的硬件结构
• 3.4 PLC的软件
• 3.4.1 软件的分类
• 3.4.2 应用软件编程语言的表达方式
• 3.5 FX2N系列可编程控制器的技术指标
• 第四章 系统硬件设计
• 4.1 自动控制系统的总体设计
• 4.2 系统硬件选择
• 4.2.1 控制器
• 4.2.2 传感器
• 4.2.3 执行机构
• 4.2.4 显示单元
• 4.3 系统硬件连接
• 4.4 控制系统结构及原理
• 4.4.1 给矿流量控制
• 4.4.2 底流浓度控制
• 第五章 PLC软件设计
• 5.1 主程序流程
• 5.2 初始化模块
• 5.3 按键处理模块
• 5.4 数值转换模块
• 5.5 显示模块
• 5.6 PID运算模块
• 5.6.1 PID控制原理
• 5.6.2 PID算法
• 5.6.3 PID控制参数整定
• 第六章 组态软件简介及系统组态设计
• 6.1 组态软件简介
• 6.1.1 组态软件
• 6.1.2 组态软件的选择
• 6.1.3 组态王软件简介
• 6.2 组态界面设计
• 6.3 组态设备定义
• 6.4 组态数据库变量定义
• 6.5 组态界面的动画连接
• 6.6 组态趋势曲线设计
• 6.7 组态数据报表设计
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.1.1 试验结果
• 7.1.2 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表的论文
• 附录B 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 附录C 控制系统PLC梯形图
• 附件D 显示单元原理图