石煤提钒工艺过程管控一体化系统的设计与研究

摘要

分析中国石煤提钒技术现状和目前控制领域的前沿方法，并制定了相应的技术路线。
　　阐述了PID控制和Fuzzy控制对于工业设备的控制特点，对石煤提钒中关键工艺过程的控制参数进行分析，确定。根据既有数据对物料计量设备、石煤提钒焙烧窑、逆流浸出罐建立数学模型;并进行基于PID控制的Simulink仿真研究，通过引入Fuzzy-PID控制，着重的研究了焙烧窑的控制特性，其仿真结果可作为控制系统设计和调整的参考。
　　分类整理提钒焙烧过程中的众多参数数据，运用关联规则的数据挖掘方法对提钒过程中的各参数数据进行处理;采用Apriori算法对数据进行关联规则挖掘，最终得到高置信度的关联规则:当熟料浸出率在75％以上时，焙烧窑温度保持在880～930℃，焙烧反应时间为2.35～2.55h，酸溶液pH值保持在2～2.5，浸出液温度保持在90℃左右。在此关联规则结果的指导下，确定出整个生产过程的最优控制状态，最终达到提高提钒质量和产量的目的。
　　结合中国目前石煤提钒的现状，确立以集散型控制系统技术、PLC控制技术，工业以太网技术、实时数据库技术和WmCC监控组态软件技术为主要技术的管控一体化实现模型。对管控一体化系统的实现进行了分层次介绍，通过设备与检测点层、生产运行执行层、生产管理决策层，三个层次的相互协调实现对提钒过程的协同管控。对主要设备功能界面以及过程监控系统进行了设计，根据物料计量设备、焙烧窑、逆流浸出设备等的特定要求，设计配套电气、仪控装置等，将整个石煤提钒所有信号进行组态，构成人机界面显示于总控制室，为管控一体化系统的实现提供基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及研究意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 石煤钒矿提取研究现状

1．2．2 国内外模糊控制理论及技术研究现状

1．2．3 国内外管控技术研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 本文主要研究内容

1．3．2 论文的技术实现路线

1．4 本章小结

第2章 石煤提钒工艺参数控制及计算机仿真

2．1 提钒工艺的总体方案

2．1．1 石煤提钒主要控制过程

2．1．2 PID控制与Fuzzy-PID控制介绍

2．1．3 MATLAB／Simulink软件简介

2．2 制球工艺主要设备参数智能控制及仿真

2．2．1 制球工艺简介

2．2．2 制球物料计量装置控制分析

2．2．3 制球物料计量装置控制simulink仿真

2．3 焙烧工艺主要设备参数智能控制及仿真

2．3．1 焙烧控制因素及控制参数分析

2．3．2 焙烧窑温度控制分析

2．3．3 焙烧窑温度控制Simulink仿真

2．4 逆流浸出工艺主要设备参数智能控制及仿真

2．4．1 逆流浸出设备主要控制参数

2．4．2 逆流浸出设备控制分析

2．4．3 逆流浸出设备控制Simulink仿真

2．5 本章小结

第3章 基于关联挖掘算法的提钒数据研究

3．1 关联规则挖掘

3．1．1 数据挖掘简介

3．1．2 关联规则挖掘算法

3．2 关联规则挖掘在石煤提钒过程中的应用

3．2．1 石煤提取现场数据采集

3．2．2 Apriori算法的定义及描述

3．3 关联规则挖掘算法应用实例

3．3．1 Apriori算法的应用

3．3．2 关联规则Apriori挖掘算法实现

3．4 本章小结

第4章 石煤提钒管控一体化系统设计

4．1．1 PLC的特点

4．2 石煤提钒管控一体化集成系统

4．2．1 系统总体布局

4．2．2 PLC控制系统设计

4．2．3 系统网络通信设计

4．3 管控一体化监控系统的设计

4．3．1 系统功能界面设计

4．3．2 过程监控系统子系统界面

4．3．3 PLC控制系统硬件调试

4．4 提钒设备部分检测装置选型

4．4．1 焙烧窑用温度检测仪表的选型

4．4．2 浸出设备温度检测仪表的选型

4．4．3 浸出设备酸碱检测仪表的选型

4．5 本章小结

5．1 全文总结

5．2 全文展望

致谢

参考文献

附录