銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

楊柳

摘要：本文以連鑄連軋精密銅管生產(chǎn)線為研究對象，考慮到銅加工的時(shí)候，會(huì)發(fā)生很多復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，并且結(jié)合基于Visual Basic 6.0平臺(tái)研究Minitab軟件的二次開發(fā)技術(shù)和調(diào)用。全文討論了利用Minitab進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可視化操作系統(tǒng)，采用在線控制的系統(tǒng)研究其銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)可以解決燃料消耗較大問題。在實(shí)際的生產(chǎn)的過程中，一些重要的影響變量只依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)來控制銅加工生產(chǎn)線，達(dá)不到技術(shù)的要求，同時(shí)銅加工生產(chǎn)線是不容易達(dá)到預(yù)期效果的，且使得產(chǎn)量數(shù)量越來越少，就此，針對在銅加工生產(chǎn)過程中結(jié)合應(yīng)用在線控制系統(tǒng)，提出了在線控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，來進(jìn)行冶金原材料提煉銅。

關(guān)鍵詞：銅加工生產(chǎn);線控制系統(tǒng);開發(fā)與應(yīng)用;線定位控制系統(tǒng)

銅在全球的生產(chǎn)中有著重要的地位，他的生產(chǎn)作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱之一。在生產(chǎn)的過程中會(huì)消耗大量的能源，導(dǎo)致其在銅加工生產(chǎn)總成本中所占比例也在逐漸增大。在大規(guī)模銅加工企業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)賴以生存的關(guān)鍵因素，為了提升產(chǎn)品質(zhì)量，高爐煉銅過程中結(jié)合在線控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將有效提高銅成品的質(zhì)量。本文主要介紹了銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的工作原理、提出了在線控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)、并對所設(shè)計(jì)的在線控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測應(yīng)用、注意信號(hào)傳輸、自動(dòng)控制與技術(shù)進(jìn)步的需要，基于此開發(fā)出連鑄連軋精密銅管生產(chǎn)線在線質(zhì)量控制系統(tǒng)”。

1銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)需要體現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容

加工銅的企業(yè)需要考慮的不僅是技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的競爭，還需要考慮的是檢驗(yàn)、測量和試驗(yàn)設(shè)備配備導(dǎo)則以及配備滿足預(yù)期使用的目的要求的檢驗(yàn)。銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)需要體現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容包括：第一、在線控制系統(tǒng)屬于在線控制系統(tǒng)的計(jì)算模型，在線控制的系統(tǒng)需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，進(jìn)而智能優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，最終研究成功屬于自己的銅加工檢測系統(tǒng)模型;第二、輸出參數(shù)的分配與設(shè)定是用來區(qū)分閃速熔煉和熔池熔煉，系統(tǒng)設(shè)置可以攻克了流程型材料加工實(shí)時(shí)在線質(zhì)量控制的困難，并且結(jié)合銅加工生產(chǎn)過程中的工藝流程特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在線控制系統(tǒng)的開發(fā)利用;第三、任何生產(chǎn)流程中的改變都需要調(diào)用這一計(jì)算系統(tǒng)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)的線控制系統(tǒng)流程圖控制事件包括：設(shè)定參數(shù)變化、配料數(shù)量改變、原材料性質(zhì)等。第四、所設(shè)計(jì)的在線控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測應(yīng)用，要使生產(chǎn)過程中任何參數(shù)的改變都有特定的處理方法與對策。在銅的提取的過程中提供充足的氧氣，保證氧化反應(yīng)的完全進(jìn)行，在最后的程序的設(shè)計(jì)中還需要再進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，使得在線系統(tǒng)可以將改變的參數(shù)及時(shí)反饋給銅加工企業(yè)工作人員;第五、任何生產(chǎn)流程中的改變都需要調(diào)用這一計(jì)算系統(tǒng)即需要調(diào)用天然氣耗能、氧濃度的升高與下降等一系列的相關(guān)物質(zhì)，給定的是提高生產(chǎn)質(zhì)量水平、安全生產(chǎn)、降低成本的總系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)操作人員、工廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連用。

2銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是確保提高計(jì)量檢測能力的基礎(chǔ)。國外的銅加工企業(yè)已經(jīng)開始在生產(chǎn)過程中應(yīng)用在線控制系統(tǒng)，為了進(jìn)一步提高了精密銅管生產(chǎn)線在線質(zhì)量控制效率，我國研究人員積極研究自己的銅加工檢測系統(tǒng)模型。這種研發(fā)不僅是管理水平的競爭，尤其是質(zhì)量管理的提升。為銅加工企業(yè)開發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)是目前研究的熱點(diǎn)以及關(guān)鍵之處。銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括的是：第一、進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，通過為銅加工生產(chǎn)工作人員提供離線輔導(dǎo)，培養(yǎng)程序人員的智能優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的技能;第二、重要參數(shù)計(jì)算結(jié)果是銅加工生產(chǎn)過程在線控制系統(tǒng)的核心部分，在線控制參數(shù)周期不是很長的情況下，可用差分方程替代系統(tǒng)的計(jì)算模型，可以使得延伸率達(dá)到45%的晶粒度檢測結(jié)果;第三、銅加工過程所需要的溫度控制也是重要部分，同時(shí)在銅加工過程中容易出現(xiàn)較多雜質(zhì)，針對這些相關(guān)問題，設(shè)計(jì)人員需要做出相對應(yīng)的控制處理，并記錄這些參數(shù)作為后續(xù)計(jì)算模型;使生產(chǎn)過程中任何參數(shù)的改變都有特定的處理方法與對策。

2.1 自動(dòng)配料控制

配料秤采用電子皮帶秤，其稱重傳感器的4～20mA信號(hào)直接引入Quantum的模擬量輸入模塊，由PLC系統(tǒng)完成稱重信號(hào)與流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換及皮帶秤的校驗(yàn)工作。自動(dòng)配料有兩種控制方式：本地控制與遠(yuǎn)程控制，本地控制方式是操作工根據(jù)生產(chǎn)要求直接從上位機(jī)輸入設(shè)定配料量;遠(yuǎn)程方式是通過配料模型計(jì)算出各種料的配料量。設(shè)定配料量與皮帶秤的測量值經(jīng)PID運(yùn)算后，通過PIC輸出4～20mA信號(hào)給現(xiàn)場變頻器，由變頻器調(diào)整圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變下料量。固體物料受環(huán)境條件、溫度、進(jìn)貨渠道等客觀條件的影響，其粘度、比重、粒度也相應(yīng)地發(fā)生變化，不象流體量易調(diào)節(jié)、波動(dòng)大。因此，對采集的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，小信號(hào)切除，延長采樣周期，并采用累積量調(diào)節(jié)等方法，取得了滿意的調(diào)節(jié)效果。其控制精度在1%之內(nèi)。

2.2 混合料水分的自動(dòng)控制

通過實(shí)時(shí)跟蹤混合料中各種原料的重量，計(jì)算其干重和濕重。根據(jù)物料平衡原理調(diào)整混合料中的水含量。在上位機(jī)輸入各種原料的含水量及一混、二混、三混內(nèi)的目標(biāo)水分，系統(tǒng)即可根據(jù)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)混合料的含水量。一混、二混、三混內(nèi)自動(dòng)給水系統(tǒng)構(gòu)成相同，由電磁流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、快中子水分計(jì)等檢測設(shè)備組成，與PIC一起實(shí)現(xiàn)混合料加水系統(tǒng)的前饋控制與反饋控制及串級(jí)控制相結(jié)合的控制方法。實(shí)現(xiàn)加水流量的閉環(huán)控制，控制混合料的含水量。

2.3點(diǎn)火溫度自動(dòng)控制

點(diǎn)火器溫度的穩(wěn)定是保證燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，利用PLC對點(diǎn)火溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，對提高生產(chǎn)率和燒結(jié)礦質(zhì)量、節(jié)約能源有著積極的意義。把熱電偶檢測到4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入模擬量輸入模塊，在CPU內(nèi)部，將此次采樣值作為過程值與設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算，通過模擬量輸出模塊輸出4～20mA信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，改變煤氣流量，達(dá)到控制溫度的目的。同時(shí)，為保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性，煤氣量與空氣量必須按一定比例混合，本系統(tǒng)采用比值控制系統(tǒng)，通過控制煤氣、空氣的流量，使點(diǎn)火溫度保持在一定范圍內(nèi)。

結(jié)束語

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，能源消耗不斷增加。因此當(dāng)今社會(huì)，燃料成本在不斷增長，為銅加工企業(yè)開發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)勢在必行。與在線系統(tǒng)的連用會(huì)使這種繁重的工作變得容易，提高了工作效率。同時(shí)會(huì)逐步提高計(jì)量檢測能力發(fā)揮了重要作用。軟件系統(tǒng)方面調(diào)用Minitab軟件后的散點(diǎn)分析結(jié)果，分析結(jié)果顯示，利用計(jì)算機(jī)模型，按照指定條件對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，使得我國的銅產(chǎn)量成為全球總體銅生產(chǎn)技術(shù)水平的一個(gè)新的提高。軟件設(shè)計(jì)復(fù)制原材料閃速爐內(nèi)發(fā)生的物化發(fā)應(yīng)，并且可以提升抗拉強(qiáng)度與對應(yīng)序號(hào)線性相關(guān)并顯著，連接測量和試驗(yàn)設(shè)備的選擇配備，并提供驗(yàn)證與評價(jià)的依據(jù)，進(jìn)一步為閃速爐銅冶煉技術(shù)推向一個(gè)更高的水平。

參考文獻(xiàn)：

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