基于稀土萃取恒壓給料流量控制的設計研究.pdf

1、稀土萃取過程控制是產(chǎn)品質量保障的重要目標,而給料流量控制則是萃取分離中影響非常大的過程參數(shù)。萃取劑、料液、酸液等流量控制的精確度將直接關系到萃取產(chǎn)品質量。根據(jù)目前贛南地區(qū)實際稀土分離給料設備現(xiàn)狀,結合當前國內外稀土分離給料控制發(fā)展水平,通過對給料過程的管阻特性曲線和泵的揚程特性曲線分析,本文研究設計了一種恒壓流量控制方法。
　　為了實現(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行了設計,根據(jù)實際生產(chǎn)條件及控制要

2、求,選擇了給料過程所需要的關鍵元器件,簡要介紹了其性能,計算得出了流量控制數(shù)學模型,采用以C8051F310單片機為核心的控制體,通過脈沖形式控制步進電機轉角,再通過機械部分的絲杠傳遞調節(jié)流量閥閥門開度大小來實現(xiàn)精確的流量控制。采用變頻調速方式來達到恒壓給料過程控制,能節(jié)省很大一部份能量。由于實際供料壓力很不穩(wěn)定且整個管道壓力是一個純滯后、大慣量、干擾因素多的復雜過程,想通過計算得到壓力值數(shù)學模型比較困難,本研究設計采用的是模糊控制算法

3、,從而實現(xiàn)了無需很精確數(shù)學模型達到恒壓控制的目的。為達到恒壓控制目的,結合PID控制和模糊控制的優(yōu)點,采用參數(shù)自調整模糊PID控制思想,通過模糊控制在線自整定PID參數(shù)△KP、△KI、△KD來實現(xiàn)給料壓力的實時控制效果。
　　借助MATLAB軟件中Simulink工具箱對給料過程流量和壓力控制進行建模和仿真,采樣計算機仿真驗證模糊參數(shù)自整定和傳統(tǒng)PID的控制效果,并對比驗證確定了模糊參數(shù)自整定PID控制可達到給料壓力值保持穩(wěn)定的效

4、果。同樣借助傳統(tǒng)PID控制對流量進行仿真,通過調節(jié)PID三個參數(shù)值能很較好實現(xiàn)輸出流量值穩(wěn)定性好、超調量小、震蕩次數(shù)少、調節(jié)響應速度快等目標,研究還設計了總體硬件結構,包括保護模塊、按鍵顯示模塊、超值報警模塊和串行通訊模塊,并通過下位機編程調試實現(xiàn)控制工作流程。
　　研究試驗認為,采用變頻調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和穩(wěn)定給料的壓力值,保障管道給料安全運行,實現(xiàn)泵電機的軟起動,泵機組和管道都將得