残钛回收生产线过程控制系统研制

摘要

钛及钛合金被广泛用于航天、航海、军事国防等高科技领域。随着应用量的增加，对钛及钛合金加工过程中产生的残钛进行回收二次利用愈显重要。为了提高对残钛回收生产线的控制水平，本文以残钛回收生产线为研究对象，详细讨论了回收生产线工艺硬件构成及其特点，分析了料仓重量、送料速度和回收过程的关系，针对钛等稀有金属回收的主要参数及特点，建立含一阶惯性料速控制的数学模型，研究了基于模型的模糊PID料速控制策略，构成了多总线的控制系统结构。
　　根据该生产线实际生产的特点，研究了顺序控制针对不同被控对象的设计原则，结合各单元的稳定性要求，提出了针对残钛回收生产线的顺序控制规则，并根据实际情况，将顺序控制规则在PLC中通过编程实现。
　　采用多总线作为系统的网络平台，结合工业控制机、下位机和智能仪表，构成了基于多总线的残钛回收生产线集散控制系统，提高了系统的稳定性和抗扰能力。并通过InTouch组态软件完成了监控系统界面的开发，将所有的工艺参数和系统状态反馈到过程控制机，大大提高了系统的可操作性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 题目目的与意义

1．2 国内外现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 题目来源

1．4 论文的主要内容与结构

第二章 残钛回收生产线的工艺与设备

2．1 残钛回收生产线的概况

2．2 残钛回收生产线的工艺流程

2．2．1 破碎单元

2．2．2 清洗单元

2．2．3 空分、强磁选单元

2．2．4 污水处理系统

2．3 残钛回收生产线设备流程

2．4 残钛回收生产线控制需求

2．4．1 系统控制要求

2．4．2 系统功能要求

2．5 本章小结

第三章 系统控制策略研究

3．1 料速控制分析

3．2 料仓重量数据与料速数据的处理

3．2．1 重量数据处理

3．2．2 料速数据处理

3．3 料速模型分析与仿真

3．4 残钛回收生产线料速控制策略

3．4．1 数字PID控制

3．4．2 模糊控制理论

3．5 料速控制的模糊PID控制器设计

3．5．1 Fuzzy-PID控制器原理

3．5．2 Fuzzy-PID控制器设计

3．5．3 Fuzzy-PID控制器算法

3．5．4 仿真与分析

3．6 本章小结

第四章 控制系统硬件设计与实现

4．1 残钛回收生产线过程控制系统的总线设计

4．2 现场总线概况

4．2．1 现场总线的基本概念

4．2．2 现场总线系统的基本结构

4．2．3 PROFIBUS现场总线

4．2．4 RS485总线

4．3 总线实现

4．3．1 控制器PROFIBUS的总线实现

4．3．2 控制仪表RS485总线实现

4．4 称重控制子系统实现

4．5 视频监控系统

4．6 本章小结

第五章 控制系统软件设计与开发

5．1 顺序控制系统的概述

5．2 顺序控制设计原则

5．2．1 物料输送设备的顺序控制设计原则

5．2．2 紧急停车设计原则

5．2．3 再启动系统的设计原则

5．3 顺序功能图

5．4 控制过程程序设计

5．4．1 破碎单元程序设计

5．4．2 清洗单元程序设计

5．4．3 空分、强磁选单元程序设计

5．5 残钛回收生产线过程控制系统监控界面设计

5．5．1 残钛回收生产线过程控制系统监控软件组成

5．5．2 系统工况图

5．5．3 超声清洗上位画面

5．5．4 数据与曲线上位界面

5．6 控制算法设计

5．6．1 OPC的基本原理

5．6．2 Intouch组态中控制算法的OPC实现

5．7 本章小结

第六章 系统调试与运行

6．1 调试阶段

6．1．1 调试目的和步骤

6．2 系统运行及分析

6．2．1 系统试运行

6．2．2 运行结果分析

6．3 本章小结

第七章 结论

7．1 结论

7．2 创新点

7．3 展望

致谢

参考文献

附录