燒結(jié)法氧化鋁溶出過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、氧化鋁生產(chǎn)方法主要包括燒結(jié)法、拜爾法和拜爾燒結(jié)聯(lián)合法。由于我國鋁土礦鋁硅比低,氧化鋁生產(chǎn)主要采用燒結(jié)法和聯(lián)合法。在燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)過程中,溶出過程的作用是將回轉(zhuǎn)窯燒成熟料中的Al2O3和Na2O盡可能完全轉(zhuǎn)入溶液中,該過程是處于燒結(jié)法工藝干法與濕法的交會處,是整個燒結(jié)法生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的核心控制環(huán)節(jié)。該過程具有非線性、大時滯、慢時變、關(guān)鍵工藝參數(shù)無法在線測量等綜合復(fù)雜特性,其控制和優(yōu)化技術(shù)的研究具有重要意義和相當(dāng)難度。如何設(shè)計溶出過程控

2、制系統(tǒng)成為具有重要實用價值的研究課題。本文依托國家863高技術(shù)發(fā)展計劃,開展了氧化鋁溶出過程控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)結(jié)合氧化鋁溶出過程的特點和控制要求,提出了包括過程控制層與過程監(jiān)控層的氧化鋁生產(chǎn)溶出過程計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),進(jìn)行了系統(tǒng)的功能設(shè)計與硬件設(shè)計。該系統(tǒng)具體物理實現(xiàn)框架由以太網(wǎng)、控制網(wǎng)兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成,以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的信息集成和功能集成。其中,在過程控制層中,設(shè)計了溶出

3、優(yōu)化控制系統(tǒng),通過在線調(diào)整底層基礎(chǔ)回路的設(shè)定值以保證關(guān)鍵工藝指標(biāo)鋁酸鈉濃度在目標(biāo)范圍內(nèi)。
　　 (2)開展了氧化鋁溶出過程的智能控制策略的研究,提出了基于專家推理技術(shù)的鋁酸鈉指標(biāo)智能優(yōu)化控制策略,研究了基于黃金分割法基礎(chǔ)控制回路的PID控制器參數(shù)整定策略以及包括過程回路控制和設(shè)備聯(lián)鎖邏輯控制策略。過程回路控制包括熟料下料量控制回路、赤泥洗液流量控制回路和碳分母液流量控制回路。提出溶出回路下料量優(yōu)化控制方案,根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立被控對

4、象控制器的設(shè)計模型,并基于黃金分割法對控制器參數(shù)進(jìn)行整定,并對整定參數(shù)進(jìn)行了實驗仿真。此外,還探討了球磨機(jī)負(fù)荷故障診斷報警策略。
　　 (3)在上述工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步以山西鋁廠熟料溶出工程項目為背景,基于Honeywell公司的PKS DCS進(jìn)行了溶出過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)。主要包括現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程畫面組態(tài)、環(huán)境組態(tài)、歷史庫組態(tài)、趨勢組態(tài)、報警組態(tài)以及報表打印等。油站、球磨機(jī)、分級機(jī)、板式機(jī)、皮帶秤、溶出泵等設(shè)備啟停的本地與遠(yuǎn)程