燒結法氧化鋁溶出過程計算機控制系統(tǒng)的設計與開發(fā).pdf

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

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高技術發(fā)展計劃,開展了氧化鋁溶出過程控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)。
　　 本文的主要研究內容如下:
　　 (1)結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)控層的氧化鋁生產溶出過程計算機控制系統(tǒng)結構,進行了系統(tǒng)的功能設計與硬件設計。該系統(tǒng)具體物理實現框架由以太網、控制網兩層網絡結構組成,以實現控制系統(tǒng)的信息集成和功能集成。其中,在過程控制層中,設計了溶出

3、優(yōu)化控制系統(tǒng),通過在線調整底層基礎回路的設定值以保證關鍵工藝指標鋁酸鈉濃度在目標范圍內。
　　 (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的鋁酸鈉指標智能優(yōu)化控制策略,研究了基于黃金分割法基礎控制回路的PID控制器參數整定策略以及包括過程回路控制和設備聯(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,根據經驗數據建立被控對

4、象控制器的設計模型,并基于黃金分割法對控制器參數進行整定,并對整定參數進行了實驗仿真。此外,還探討了球磨機負荷故障診斷報警策略。
　　 (3)在上述工作基礎上進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進行了溶出過程計算機控制系統(tǒng)的開發(fā)。主要包括現場生產工藝流程畫面組態(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、分級機、板式機、皮帶秤、溶出泵等設備啟停的本地與遠程