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铝工业对科技、经济、国防和人民生活具有极其重要的意义,氧化铝是电解铝的主要原料。针对我国铝土矿的特点,氧化铝的生产工艺主要采用的是烧结法和混联法。配料过程是烧结法氧化铝生产中重要的基础工序,具有多变量、强耦合、大滞后、时变以及关键工艺参数难以在线测量等综合复杂特征。目前国内配料的操作基本为手动或半自动化操作,依靠人工经验设定物料配比,物料不能实现准确的计量,生产连续性差,设备运转率低,能耗大,工人劳动强度大,现已成为企业发展的瓶颈。随着市场竞争的日益激烈,配料过程自动化对提高企业生产率、提升企业的竞争力有着不可忽视的作用。
本文以山西铝厂“氧化铝生料浆自动配料技术产业化”工程项目为背景,设计开发了氧化铝生料浆自动配料计算机控制系统,并将其应用于该厂的配料生产过程,取得了显著的应用成效。本文的主要内容如下:
1.针对配料过程存在的问题,进行了控制策略的研究,包括逻辑控制、回路控制及物料配比设定,并以碱赤泥浆流量控制回路为例,根据现场试验数据,建立了控制器的设计模型,设计了PI控制器,采用极点配置法设计了PI参数,进行了控制策略的仿真试验,为现场调试提供理论指导。
2.结合配料生产过程的特点及现场条件,提出了由过程控制和过程监控两层结构组成的氧化铝生料浆自动配料计算机控制系统。设计了该系统的软硬件平台,硬件平台为DCS控制系统及仪器仪表,软件平台为实现过程控制和过程监控功能的应用软件。通过实现过程控制和过程监控的信息集成和功能集成,从而实现配料过程控制与管理的自动化。
3.结合山西铝厂配料过程实际情况,设计开发了山西铝厂生料浆自动配料计算机控制系统,并进行工程实施。该系统现已稳定运行一年之久。实际应用效果表明:该系统极大的提高了企业的自动化水平,达到了提质、提产、降耗的目标,生料浆一次配料合格率由之前的67%提高到87%,为企业带来了巨大的社会效益和经济效益,具有推广应用前景。