基于稀土萃取恒壓給料流量控制的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、稀土萃取過(guò)程控制是產(chǎn)品質(zhì)量保障的重要目標(biāo),而給料流量控制則是萃取分離中影響非常大的過(guò)程參數(shù)。萃取劑、料液、酸液等流量控制的精確度將直接關(guān)系到萃取產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)目前贛南地區(qū)實(shí)際稀土分離給料設(shè)備現(xiàn)狀,結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外稀土分離給料控制發(fā)展水平,通過(guò)對(duì)給料過(guò)程的管阻特性曲線和泵的揚(yáng)程特性曲線分析,本文研究設(shè)計(jì)了一種恒壓流量控制方法。
　　為了實(shí)現(xiàn)流量的精確控制和給料壓力值保持穩(wěn)定,分別就流量控制和恒壓控制進(jìn)行了設(shè)計(jì),根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件及控制要

2、求,選擇了給料過(guò)程所需要的關(guān)鍵元器件,簡(jiǎn)要介紹了其性能,計(jì)算得出了流量控制數(shù)學(xué)模型,采用以C8051F310單片機(jī)為核心的控制體,通過(guò)脈沖形式控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角,再通過(guò)機(jī)械部分的絲杠傳遞調(diào)節(jié)流量閥閥門開度大小來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的流量控制。采用變頻調(diào)速方式來(lái)達(dá)到恒壓給料過(guò)程控制,能節(jié)省很大一部份能量。由于實(shí)際供料壓力很不穩(wěn)定且整個(gè)管道壓力是一個(gè)純滯后、大慣量、干擾因素多的復(fù)雜過(guò)程,想通過(guò)計(jì)算得到壓力值數(shù)學(xué)模型比較困難,本研究設(shè)計(jì)采用的是模糊控制算法

3、,從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)需很精確數(shù)學(xué)模型達(dá)到恒壓控制的目的。為達(dá)到恒壓控制目的,結(jié)合PID控制和模糊控制的優(yōu)點(diǎn),采用參數(shù)自調(diào)整模糊PID控制思想,通過(guò)模糊控制在線自整定PID參數(shù)△KP、△KI、△KD來(lái)實(shí)現(xiàn)給料壓力的實(shí)時(shí)控制效果。
　　借助MATLAB軟件中Simulink工具箱對(duì)給料過(guò)程流量和壓力控制進(jìn)行建模和仿真,采樣計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證模糊參數(shù)自整定和傳統(tǒng)PID的控制效果,并對(duì)比驗(yàn)證確定了模糊參數(shù)自整定PID控制可達(dá)到給料壓力值保持穩(wěn)定的效

4、果。同樣借助傳統(tǒng)PID控制對(duì)流量進(jìn)行仿真,通過(guò)調(diào)節(jié)PID三個(gè)參數(shù)值能很較好實(shí)現(xiàn)輸出流量值穩(wěn)定性好、超調(diào)量小、震蕩次數(shù)少、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快等目標(biāo),研究還設(shè)計(jì)了總體硬件結(jié)構(gòu),包括保護(hù)模塊、按鍵顯示模塊、超值報(bào)警模塊和串行通訊模塊,并通過(guò)下位機(jī)編程調(diào)試實(shí)現(xiàn)控制工作流程。
　　研究試驗(yàn)認(rèn)為,采用變頻調(diào)速恒壓給料流量控制,不僅能節(jié)約電能,而且可以減少管道壓力的波動(dòng)和穩(wěn)定給料的壓力值,保障管道給料安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)泵電機(jī)的軟起動(dòng),泵機(jī)組和管道都將得