【正文】 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 在燒結(jié)法氧化鋁的配料過程中，配制生料漿的原料主要有：鋁土礦、石灰 (或石渣 )、生料煤、堿粉 (純 堿 )、返回堿液以及生產(chǎn)過程中進(jìn)入的污水等。它們的化學(xué)成分主要是氧化鋁、氧化硅、氧化鐵、 氧化鈣、氧化鈉和固定碳等。 為了使生料漿的堿比控制趨于合理，針對(duì)現(xiàn)有加堿系統(tǒng) 的狀況，需要對(duì)目前的加堿方式進(jìn)行改造，將螺旋給料機(jī)改為皮帶秤。 由于生料漿配料過程具有上述綜合復(fù)雜特性，因此難以采用現(xiàn)有的控制方法對(duì)生料漿的鈣比、堿比、水分指標(biāo)和磨機(jī)負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行控制，目前采用人工操作方式，更多的是依賴于操作員在配料過程中的大量工作，依賴于操作員的經(jīng)驗(yàn)是否合理以及操作是否精心，所以目前的控制現(xiàn)狀非常落后。 在氧化鋁的生產(chǎn)工藝中，生料漿 的制備是燒結(jié)法生產(chǎn)中的一項(xiàng)最重要工序之一，生料漿的各項(xiàng)指標(biāo)：水分、細(xì)度、堿比、鈣比、鋁硅比等能否滿足生產(chǎn)要求，將直接影響熟料的質(zhì)量、窯的產(chǎn)能、窯的熱工制度及操作、熟料中氧化鈉、氧化鋁的溶出率和沉降槽的操作。 配料作為氧化鋁生產(chǎn)的第一道工序， 配制生料漿指標(biāo)的好壞直接關(guān)系到熟料質(zhì)量的高低，“配料是基礎(chǔ)， 燒結(jié)是關(guān)鍵”的思想已是廣大科技人員的共識(shí)。但專家系統(tǒng)的知識(shí)瓶頸問題使得系統(tǒng)擴(kuò)展性差，不能適應(yīng)生產(chǎn)工序變化。 (1)調(diào)整配比。在配制生料漿的過程中，飼料崗位工作人員根據(jù)槽上崗位下達(dá)的 C指令 (C指令指生料漿干物中 CaO的百分含量 )和入磨物料成分，確定各種固體物料下料量，并穩(wěn)定下料量，另還根據(jù)磨工通知及時(shí)調(diào)整和穩(wěn)定下料量，包括補(bǔ)充堿粉保證堿平衡；磨房崗位在 N指令 (N指令指生料漿干物中 Na20的百分含量 )指標(biāo)下，調(diào) 整堿液量或下達(dá)調(diào)整下料量通知來控制和穩(wěn)定生料漿水分，另還結(jié)合細(xì)度和磨機(jī)狀況，穩(wěn)定磨機(jī)產(chǎn)能。緩沖槽共有六個(gè)，其中 1群、 2撐、 3舟管磨機(jī)磨制的生料漿混合 后流入三個(gè)西緩沖槽，而錯(cuò)、 5撐、甜、 7撐管磨機(jī)磨制的生料漿混合后流入三個(gè) 東緩沖槽，準(zhǔn)備進(jìn)行生料漿的三次調(diào)配。由于配比調(diào)整的滯后，從管磨機(jī)出來的生料漿往往難以滿足 指標(biāo)要求，一般要進(jìn)行三次調(diào)配才能合格。三次調(diào)配的過程為：六個(gè)緩沖槽內(nèi)的生料漿通過緩沖泵打到 A槽分料箱內(nèi)，進(jìn)行第一次調(diào)配，然后分配到 16個(gè) A槽中；若 A槽中的生料漿質(zhì)量相互間有波動(dòng)，但通過相互混合可基本滿足質(zhì)量要求，則將幾個(gè) A槽的生料漿相互混合后入 B槽，進(jìn)行二次調(diào)配； 9對(duì)于 24個(gè) B槽的生料漿，通過三次調(diào)配進(jìn)行微調(diào)后可基本認(rèn)為合格，送往熟料窯燒結(jié)。 為了使生料漿的堿比控制趨于合理，針對(duì)現(xiàn)有加堿系統(tǒng)的狀況，需要對(duì)目前的加堿方式進(jìn)行改造，將螺旋給料機(jī)改為皮帶秤。 由 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 于生料漿配料過程具有上述綜合復(fù)雜特性，因此難以采用現(xiàn)有的控制方法對(duì)生料漿的鈣比、堿比、水分指標(biāo)和磨機(jī)負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行控制，目前采用人工操作方式 ，更多的是依賴于操作員在配料過程中的大量工作，依賴于操作員的經(jīng)驗(yàn)是否合理以及操作是否精心，所以目前的控制現(xiàn)狀非常落后。 在氧化鋁的生產(chǎn)工藝中，生料漿 的制備是燒結(jié)法生產(chǎn)中的一項(xiàng)最重要工序之一，生料漿的各項(xiàng)指標(biāo)：水分、細(xì)度、堿比、鈣比、鋁硅比等能否滿足生產(chǎn)要求，將直接影響熟料的質(zhì)量、窯 的產(chǎn)能、窯的熱工制度及操作、熟料中氧化鈉、氧化鋁的溶出率和沉降槽的操作。 配料作為氧化鋁生產(chǎn)的第一道工序， 配制生料漿指標(biāo)的好壞直接關(guān)系到熟料質(zhì)量的高低，“配料是基礎(chǔ)， 燒結(jié)是關(guān)鍵”的思想已是廣大科技人員的 共識(shí)。但專家系統(tǒng)的知識(shí)瓶頸問題使得系統(tǒng)擴(kuò)展性差，不能適應(yīng)生產(chǎn)工序變化。其中，電動(dòng)機(jī)的額定功率 22Kw，額定電壓 380V，額定電流 7A，額定轉(zhuǎn)速 1450rpm；同時(shí)，混礦的流量范圍為 6080t/h。 本次課程設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)及 PLC 等相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)混礦流量控制系統(tǒng)。本文采用羅克韋爾公司的 NetLinx 三層網(wǎng)絡(luò)，以 Controllogix PLC 為控制器，將流量計(jì)檢測到的混礦流量反饋給 PLC，通過 PID 調(diào)節(jié)輸出給變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 圖 為混礦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 C o n t r o l o g i x控 制 器皮 帶 秤 狀 態(tài)皮 帶 秤變 頻 器混 礦 流 量 圖 混礦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 第 3章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 控制器 選擇 Rockwell 內(nèi)有三種控制器分別為 CompactLogix， FlexLogix， ControlLogix。其中 1769L35E 控制器不僅具有增強(qiáng)的處理性能，支持多達(dá) 30 個(gè)的本塊 1769 I/O模塊，還內(nèi)置有可進(jìn)行實(shí)時(shí) I/O 控制的 100Mbps EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)接口，與包括1769 I/O 模塊在內(nèi)的多種 I/O 模塊在內(nèi)的多種 I/O 模塊一起實(shí)現(xiàn)分布式 I/O 擴(kuò)展。 CompactLogix 控制器可與其他控制器一起構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)： 多個(gè)控制器通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)共享。對(duì)于 1769Compact I/O 每個(gè) I/O 站可支持最多 3 個(gè) I/O 模塊組，最多 30 個(gè)模塊。這意味著 用戶可以方便地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)跨多層網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程設(shè)備訪問，組態(tài)和診斷。則用戶無需附加編程，即可在上位機(jī)上直接對(duì)布置在現(xiàn)場的變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)。不僅 I/O 點(diǎn)能被分散到傳感器執(zhí)行器件附近，處理器也可分散到部分的 Flex,Flex Ex,Flex 集成 I/O 模塊以上，遠(yuǎn)程控制其他的 I/O 模塊。 FlexLogix 系統(tǒng)是 Logix 平臺(tái)和羅克韋爾自動(dòng)化集成架構(gòu)的一部分，意味著你可以最大程度地利用控制集成，程序重用，通訊靈活，使用方便，所以你無需花費(fèi)太多精力在設(shè)置，操作及維護(hù)上。這就可以為工業(yè)控制提供 — 種非常靈活并十分完整控制方案。 ControlLogix 平臺(tái)不僅技術(shù)領(lǐng)先，而且在煙草、消費(fèi)品制造、冶金、電力 [6]、石化、油氣輸送、造紙、水處理、地鐵、礦山以及汽車等各個(gè)行業(yè)中都有許多成功的應(yīng)用。 ? 用戶無需換處理器，通過替換更大容量的內(nèi)存即可擴(kuò)充系統(tǒng)處理能力； ? 本身提供電池后備，從機(jī)架取出處理器后仍可保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失； ? IEC11313 全面支持 ? 實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)內(nèi)核：多達(dá) 32 個(gè)任務(wù)，包括 1 個(gè)連續(xù)任務(wù)以及 31 個(gè)周期任務(wù)； ? 有 15 個(gè)優(yōu)先級(jí)可選以保證重要任務(wù)優(yōu)先。 本系統(tǒng)采用 Controllogix 作為控制器，采用設(shè)備網(wǎng)