物料预磨过程的计算机控制系统设计物料破碎新技术及新装备研究

摘要

矿用预磨机是集碎矿和磨矿功能于一体的设备,是实现多碎少磨的一种有效手段,但设备的高效可靠运行对矿厂的生产安全和经济效益有重大影响。预磨机碎磨工况非常复杂,影响物料预磨的因素也很多。因此,设计相应的计算机控制系统对提高预磨机的碎磨效能和自动控制水平具有较好的研究价值及应用前景。
　　本课题的目标是设计满足粒度生产要求并且功率消耗耗少的自动控制系统,并实现预磨机物料生产过程的自动化控制。主要研究内容如下:
　　(1)通过分析预磨机系统的工作原理及其性能工艺,确定所设计的预磨机计算机控制系统的功能及实现方法,并建立预磨机各主要工作参数(负荷、给料量、主轴转速等)的控制模型。
　　(2)根据预磨机控制需求,采用模糊控制算法设计了两个二维的模糊控制器对该系统进行控制,详细介绍了运用MATLAB软件的模糊逻辑工具箱开发模糊控制器的过程,并运用SIMULINK对预磨机控制系统进行了仿真研究。
　　(3)通过分析控制系统的结构及控制要求,设计了控制系统的硬件系统、硬件电路以及软件系统。硬件选型上选用了SIEMENS公司S7-200系列的CPU224作为系统的主控装置,EM235和EM232扩展模块、Invt(英威特)变频器和位移传感器等。软件设计包括运用Step7Micro/Win4.0编程软件对控制过程进行编程,运用MCGS组态软件进行监控界面的设计和调试。
　　(4)根据主电机工作电流、排料粒度信号,运用模糊控制算法对碾盘工作压力、排料口间隙、主电机工作电流、排料粒度、主轴电机转速、和给料量实时在线监控。
　　(5)根据预磨机物料破碎过程的计算机控制系统进行了现场试验,实验结果表明,计算机控制系统能可靠的实现监控和系统保护功能,预磨机工作的稳定性和产品质量明显得到提高,能够满足预磨机对计算机控制系统的要求。
　　本课题在设计预磨机物料破碎过程的控制系统方面有所创新,在选矿行业中对节能减耗和提高磨矿产量均有重大的社会经济效益,因而具有广泛的应用前景。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 自动化控制技术在选矿行业中的应用

1.3 液压技术在破碎机控制方面的应用

1.4 模糊控制及其在碎磨工艺自动化技术中的应用

1.5 论文的主要研究内容

第二章 预磨机计算机控制系统的分析

2.1 预磨机预磨矿系统的组成

2.2 预磨机系统性能及工艺分析

2.3 预磨机计算机控制系统的功能及实现方法

2.4 小结

第三章 预磨机控制系统模糊控制器设计与仿真

3.1 模糊控制原理介绍

3.2 预磨机控制系统模糊控制器的设计

3.3 预磨机模糊控制系统的MATLAB仿真分析

3.4 小结

第四章 预磨机控制系统硬件设计

4.1 预磨机控制系统总体设计方案

4.2 系统硬件的选型

4.3 可编程控制器的选型

4.4 扩展模块的选型

4.5 通讯卡的选型

4.6 传感器的选型

4.7 变频器及伺服阀的选型

4.8 控制系统的I/O接线图设计

4.9 小结

第五章 预磨机控制系统软件设计

5.1 下位机PLC编程

5.2 上位机与PLC通讯及监控界面设计

5.3 小结

第六章 控制系统的实验分析

6.1 实验总体方案的设计

6.2 实验条件的确定

6.2 实验结果分析

6.3 小结

第七章 结论和展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果

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