【正文】 自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) II 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： III 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校 保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 (3) 為了實(shí)現(xiàn)磨礦分級(jí)過(guò)程給礦量、磨礦濃度及粒度三大設(shè)定值的控制，在分析 DCS系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)磨礦分 級(jí) 系統(tǒng)硬件進(jìn)行選擇和配置。取得的成果可有效解決磨機(jī)運(yùn)行效率不高等問(wèn)題，對(duì)提高工作效率及穩(wěn)定工藝 指標(biāo)具有較重要的現(xiàn)實(shí)意義。 the PLC VII 目錄 第一章 引言 ................................................................. 1 課題背景及研究意義 ................................................... 1 磨礦分級(jí)過(guò)程控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) ................................. 2 初級(jí)階段 ........................................................ 2 穩(wěn)定生產(chǎn)階段 .................................................... 2 最優(yōu)化生產(chǎn)階段 .................................................. 3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ................................................... 4 本章小結(jié) ............................................................. 4 第二章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程及方案設(shè)計(jì) ........................... 5 磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程 ......................................... 5 給礦量工藝流程 ....................................................... 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) ......................................................... 6 ......................................................... 6 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 ....................................................... 7 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................... 7 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .................................... 7 系統(tǒng)編程軟件 ................................................... 9 系統(tǒng)組態(tài)軟件 Wincc .............................................. 9 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ................................................ 10 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) ................................................... 10 系統(tǒng)擴(kuò)展接口設(shè)計(jì) ............................................... 10 系統(tǒng)的操作方式 ...................................................... 10 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制 ................................................... 10 遠(yuǎn)程手動(dòng)控制 ................................................... 11 就地手動(dòng)控制 ................................................... 11 磨礦分級(jí)過(guò)程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控 ............................................ 11 本章小結(jié) ............................................................ 11 第三章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................... 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................ 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件模塊組成 ................................... 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表輸入輸出電路設(shè)計(jì) ....................... 13 磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件模塊線路設(shè)計(jì) ........................... 15 VIII 本章小結(jié) ............................................................ 23 第四章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ............................ 24 磨礦分級(jí)系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)流程 ........................................ 24 上位機(jī)與 PLC 通訊測(cè)試和系統(tǒng)的硬件組態(tài) ............................... 25 上位控制計(jì)算機(jī)與 PLC 的通信 ................................... 25 磨礦分級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)的硬件組態(tài) ................................ 26 磨礦分級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計(jì) ................................. 30 磨礦分級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) ...................................... 34 磨礦給礦量的控制 ............................................... 35 磨礦濃度的控制 ................................................. 37 本章小結(jié) ............................................................ 39 第五章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計(jì) ................................ 40 主畫(huà)面設(shè)計(jì) .......................................................... 40 報(bào)警畫(huà)面設(shè)計(jì) ........................................................ 40 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)畫(huà)面界面設(shè)計(jì) ................................................ 41 趨勢(shì)畫(huà)面界面設(shè)計(jì) .................................................... 42 給礦控制界面設(shè)計(jì) .................................................... 42 高頻篩設(shè)備控制界面設(shè)計(jì) .............................................. 43 水路控制界面設(shè)計(jì) .................................................... 43 參數(shù)設(shè)定設(shè)定界面設(shè)計(jì) ................................................ 44 棒磨液位濃度控制界面 設(shè)計(jì) ............................................ 44 本章小結(jié) ........................................................... 45 第六章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)與分析 ............................ 46 第七章 總結(jié)與展望 .......................................................... 48 參考文獻(xiàn) ................................................................... 50 致 謝 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 磨礦作業(yè)會(huì)直接影響磨礦產(chǎn)品質(zhì)量 (如：粒度特性、磨礦產(chǎn)品的濃度、單體解離度等 ) 以及 選礦 工藝過(guò)程 中的處理能力， 以及 對(duì)后續(xù) 生產(chǎn)工藝 作業(yè)指標(biāo) 以 至選礦廠的 綜合 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 、效益指標(biāo) 都有 著相當(dāng)大得影響 。 [3][4] 在整個(gè)磨礦分級(jí)過(guò)程中，影響作業(yè)的因素很多，其中最主要的因數(shù)有以下幾個(gè)方面： ⑴ 物料性質(zhì) ；具體可分為以下幾個(gè)指標(biāo)：① 給料粒度 ；② 礦石可磨度 ；③ 產(chǎn)品細(xì)度； ⑵ 磨 礦 機(jī)結(jié)構(gòu)： ① 磨機(jī)型式 的選取；②磨機(jī) 規(guī)格、襯板形狀 的 選?。? ⑶ 操作方面的 因素 ： ① 介質(zhì) 的 形狀 和 充填率 ；②介質(zhì)的 尺寸配比及材質(zhì)、 加棒（球）制度、磨機(jī)轉(zhuǎn)速率、磨礦濃度和料球比等，而這些因素本身又會(huì)相互影響。用濃度計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)螺旋分級(jí)的溢流濃度，排礦補(bǔ)加水量的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)控制螺旋分級(jí)機(jī)的 2 溢流濃度。 磨礦分級(jí)過(guò)程控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 初級(jí)階段 20 世紀(jì) 50 年代以前，選礦過(guò)程不 采 用儀表 來(lái)進(jìn)行 控制， 大部分是 人工 靠 個(gè)人的 操作經(jīng)驗(yàn)與 不多的 知識(shí)操作控制 部分 生產(chǎn)過(guò)程， 導(dǎo)致的 結(jié)果 是 生產(chǎn)指標(biāo) 極 不 穩(wěn)定。目前我國(guó) 很多 選礦的自動(dòng)化水平 位 于這個(gè)階段 [7]。 80 年代 初 ， 通過(guò)調(diào)整 選礦廠局部 的 機(jī)組參數(shù) 并 采用最佳條件控制， 一般可使 使生產(chǎn)流程 基本 穩(wěn)定， 大部分 采用模擬儀表 來(lái) 進(jìn)行控制。 這些技術(shù)的采用與實(shí)現(xiàn)，對(duì)整個(gè) 磨礦分級(jí)過(guò)程控制中 在 保持穩(wěn)定性控制 方面 ， 其控制效果 比用 普通 PID 調(diào)節(jié)器來(lái) 調(diào)節(jié) 控制時(shí)更 佳 。國(guó)內(nèi)除鳳凰山銅礦廠由芬蘭引進(jìn)設(shè)備，用小型計(jì)算機(jī)控制外，少數(shù)選礦廠，如紅透山銅選廠、首鋼大石河鐵選廠等，也曾進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)，但無(wú)一成功使用計(jì)算機(jī) 控制 [8]。南非等一些國(guó)家的選礦廠已進(jìn)入最優(yōu)化生產(chǎn)控制階段。在國(guó)內(nèi)，自磨 磨礦仍然處于人工操作水平。例如： 國(guó)外的一些 礦業(yè)公司 的 選礦廠利用計(jì)算機(jī) 技術(shù) 控制棒磨、球磨兩段磨礦的比例 進(jìn)行 PID 串級(jí)控制 并采用 專家系統(tǒng) 進(jìn)行 研究， 從而成功實(shí)現(xiàn)了在保證生產(chǎn)產(chǎn)品和的基礎(chǔ)下的礦產(chǎn)常量的提高，并且能夠有效的 使 生產(chǎn)工藝過(guò)程中的球 磨機(jī)工作超負(fù)荷狀態(tài) 以 下 ，使得生產(chǎn)和效益得到有效的提高 。 本文的主要 研究 內(nèi)容 根 據(jù) 磨礦分級(jí) 現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)于 生產(chǎn)工藝 的操作經(jīng)驗(yàn)， 選取適合該工藝的相應(yīng)的 模糊規(guī)則， 確定好模糊規(guī)則中的輸入、輸出變量。 5 第二章 磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程及方案設(shè)計(jì) 南方某鉭鈮礦建于上世紀(jì)七十年代，是我國(guó)目前規(guī)模最大的鉭鈮采選企業(yè)和鉭鈮鋰原料生產(chǎn)基地，礦床含鉭鈮鋰銣銫等多種金屬，具有開(kāi)采條件好，儲(chǔ)量大，有用金屬多，綜合利用價(jià)值高的特點(diǎn)，為國(guó)內(nèi)外同行矚目。在磨礦分級(jí)過(guò)程中，給礦量、原礦 的 性質(zhì)、磨機(jī) 的 排礦量、分級(jí)機(jī) 的 返砂量、返砂水量、磨機(jī) 的 轉(zhuǎn)速、介質(zhì)充填率 、 礦石充填率、襯板狀況及球荷比等 可以 影響磨機(jī) 的 產(chǎn)量 以 及分級(jí)機(jī)溢流濃度和粒度 。 由于 原礦性質(zhì)隨時(shí)都 有 變化 的 可能 ，任何變化都 會(huì) 導(dǎo)致 破壞 系統(tǒng) 平衡狀態(tài) 。 在下一時(shí)刻，繼續(xù)執(zhí)行這一過(guò)程，從 而使給定值與檢測(cè)值的偏差最小 ， 使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行 。同時(shí)由圖 可知，當(dāng)磨機(jī)裝載量達(dá)到一定值時(shí)，磨 機(jī)電流將不會(huì)變大，如果繼續(xù)增大裝載量，磨機(jī)電流反而降低，把這一點(diǎn)作為臨界點(diǎn)，并應(yīng)用實(shí)物進(jìn)行標(biāo)定，只要滿足電流信號(hào)大于臨界點(diǎn)即可以有效地防止“漲肚” [14][15]。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 南方某鉭