韶冶粗锌液流量计算机控制系统的研究与开发

论文摘要

在锌的精馏过程中,液态粗锌从熔化炉加入到铅塔这个过程的流量是一个关键的技术参数。粗锌液流量稳定与否,是影响精馏塔寿命以及锌产品产量和质量的最重要因素之一。 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。 在完成锌液流量检测的基础上实现对锌液流量的控制。论文给出了控制系统的结构,控制过程的具体实现过程,上位机根据生产调度输出流量设定值,下位机(PLC)根据上位机的设定值控制步进电机,调节进料阀门开度,采用带死区的积分分离的PID控制算法实现锌液流量稳定控制。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。 整套系统已经投入现场使用,现场运行结果表明系统工作可靠,解决了具有腐蚀性的高温小流量液体流量控制的难题,给企业带来很大的经济效益。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源与意义
• 1.1.1 精馏原理
• 1.1.2 课题的提出及其研究意义
• 1.1.3 国内外研究现状
• 1.2 课题的研究方法
• 1.2.1 软测量技术的应用
• 1.2.2 带死区的积分分离的PID控制方法
• 第2章 软测量技术及在锌液流量控制系统中的应用
• 2.1 软测量技术
• 2.2 软测量技术在锌液流量控制系统中的应用
• 2.2.1 孔口出流
• 2.2.2 称重法原理
• 2.2.3 实验
• 2.2.4 数学建模
• 2.2.5 粗锌液流量的数学模型
• 2.3 小结
• 第3章 计算机控制系统的设计与实现
• 3.1 数据采集与处理系统
• 3.1.1 数据的采集
• 3.1.1 数据的处理
• 3.2 控制系统
• 3.3 机械传动部分
• 3.4 上位机和PLC的通信
• 第4章 带死区的积分分离PID控制算法
• 4.1 PID控制原理
• 4.2 数字PID控制算法
• 4.2.1 位置式PID控制算法
• 4.2.2 增量式PID控制算法
• 4.3 数字PID控制改进算法
• 4.3.1 积分分离PID控制算法
• 4.3.2 带死区的PID控制算法
• 4.4 带死区的积分分离PID控制算法
• 4.5 小结
• 第5章 软件设计
• 5.1 软件系统结构
• 5.2 数据库的操作
• 5.2.1 数据库和编程接口的选择
• 5.2.2 数据库结构
• 5.2.3 程序具体实现
• 5.3 通信程序
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 通信的数据格式
• 5.3.3 上位机的通信编程
• 5.3.4 PLC的通信编程
• 5.4 数据采集与滤波
• 5.4.1 上位机的数据的采集和滤波
• 5.4.2 PLC的数据的采集和滤波
• 5.5 控制算法程序
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢