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氧化铝生产分解过程控制系统软件设计与开发

氧化铝生产分解过程控制系统软件设计与开发

作者：王浪波东北大学

学位级别：硕士

分解过程是拜耳法的氧化铝生产的重要工序,其主要作用是从沉降得到的铝酸钠溶液中分解析出氢氧化铝。分解过程的目标是在保证氢氧化铝粒度合格的前提下,实现分解率指标在目标范围内容尽可能接近上限。分解过程工艺复杂、流程长、设备多... 详细信息

分解过程是拜耳法的氧化铝生产的重要工序,其主要作用是从沉降得到的铝酸钠溶液中分解析出氢氧化铝。分解过程的目标是在保证氢氧化铝粒度合格的前提下,实现分解率指标在目标范围内容尽可能接近上限。分解过程工艺复杂、流程长、设备多、物料转化过程复杂,难以实现全过程的自动化运行,关键回路如分解工序的中间降温过程影响着分解率,该过程具有大惯性、非线性、强干扰等综合复杂性,处于操作人员凭经验来进行人工控制,导致了生产效率和产品质量降低。因此,实现分解过程的自动控制是保证分解目标的关键。针对上述问题,本文以国内某氧化铝工程项目为背景,研发了氧化铝生产分解过程控制系统软件。本文的主要工作如下:(1)针对分解的中间降温过程模型具有强非线性、模型参数时变等的特性,从非稳态能量平衡原理出发建立了中间降温过程的机理模型;在分析模型特性的基础上,针对常规串级控制难以将分解槽的分解温度控制在工艺规定的范围内的难题,提出换热器料浆进出口温差的基于未建模动态补偿串级PI控制方法,其冷却水流量内环采用PI控制,料浆进出口温差外环采用基于未建模动态补偿PI控制。(2)根据分解过程的工艺要求,将DCS控制系统与分解过程结合,设计了分解过程控制系统软件,该软件由回路控制软件、逻辑控制软件、过程监控软件组成。回路控制软件实现了对旋流器给料压力和浓度、旋流器底流浓度、换热器料浆温差的稳定控制。逻辑控制实现分解槽搅拌电机、分级喂料泵、电动蝶阀、底流泵、板式换热器喂料泵等单体设备的启停控制和上下游设备的安全联锁控制。过程监控软件实现对分解过程数据和设备状态进行监控,并在发现异常时自动报警等。(3)基于DCS控制系统平台,采用组态软件工具Studio 5000及模块化编程思想,开发了分解过程逻辑控制软件模块和回路控制软件模块,其中逻辑控制软件模块使用标准管脚实现外部联锁条件的灵活定义,回路控制软件模块实现了本文所提出的料浆进出口温差串级回路控制算法及其他常规回路控制算法。采用监控组态软件FactoryTalk View SE开发了基于C/S架构的分解过程监控软件模块,实现了对分解过程的实时监控。(4)结合半实物仿真系统,开发了中间降温过程模型的仿真软件,对所开发的料浆进出口温差的串级控制软件进行仿真实验,针对所开发的氧化铝生产分解过程控制系统软件中的逻辑控制模块和过程监控模块进行了软件功能测试、系统测试和工业现场测试。

关键词：氧化铝生产分解过程中间降温过程控制系统软件未建模动态补偿仿真实验软件测试

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氧化铝生产溶出过程控制系统软件设计与开发

氧化铝生产溶出过程控制系统软件设计与开发

作者：阳海军东北大学

学位级别：硕士

溶出过程是拜耳法氧化铝生产的重要工序,其主要作用是在高温高压强碱环境下将铝土矿中的氧化铝成分溶浸到铝酸钠溶液中。溶出过程的目标是在保证溶出液苛性碱浓度合格的前提下,实现溶出率指标在目标范围内尽可能接近上限,蒸汽消耗在目... 详细信息

溶出过程是拜耳法氧化铝生产的重要工序,其主要作用是在高温高压强碱环境下将铝土矿中的氧化铝成分溶浸到铝酸钠溶液中。溶出过程的目标是在保证溶出液苛性碱浓度合格的前提下,实现溶出率指标在目标范围内尽可能接近上限,蒸汽消耗在目标范围内尽可能接近下限。溶出过程工艺复杂、流程长、设备多、物料转化过程复杂,难以实现全过程的自动化运行。关键回路如溶出工序的级联闪蒸过程影响着能源消耗,该过程具有大惯性、非线性、强干扰等综合复杂性,处于操作人员凭经验进行人工控制状态,导致了生产效率降低,能源消耗升高。因此,实现溶出过程的自动控制是保证溶出过程目标的关键。针对上述问题,本文以国内某氧化铝工程项目为背景,研发了氧化铝生产溶出过程控制系统软件。本文的主要工作如下:(1)针对溶出工序的级联闪蒸过程具有强耦合、非线性、强干扰等特性,从物料平衡、热量平衡、相平衡等原理出发建立了级联闪蒸过程的机理模型;在分析模型特性的基础上,针对常规单回路PID控制难以实现级联闪蒸过程液位自动控制的难题,采用将级联闪蒸过程中耦合造成的上游对下游干扰及高阶非线性建模误差等纳入未建模动态的思想,提出了级联闪蒸过程液位的基于未建模动态补偿法的PI控制方法。(2)根据溶出过程的工艺要求,将DCS控制系统与溶出过程结合,设计了溶出过程控制系统软件,该软件由回路控制软件、逻辑控制软件、过程监控软件等组成。回路控制软件实现了对循环母液流量,加热套管末级出口温度,级联闪蒸罐液位,新蒸汽冷凝水自蒸发器压力等控制。逻辑控制实现高压泵房电动阀门、预脱硅搅拌电机、溶出后槽电机等单体设备的启停控制和上下游设备的安全联锁控制。过程监控软件实现对溶出过程数据和设备状态的监控,并在发现异常时自动报警等。(3)基于DCS控制系统平台,采用组态软件工具Studio 5000及模块化编程思想,开发了溶出过程逻辑控制软件模块和回路控制软件模块,其中逻辑控制软件模块使用标准管脚实现外部联锁条件的灵活定义,回路控制软件模块实现了本文所提出的级联闪蒸过程液位回路控制算法及其他常规回路控制算法。采用监控组态软件FactoryTalk View SE开发了基于C/S架构的溶出过程监控软件模块,实现了对溶出过程的实时监控。(4)结合半实物仿真系统,开发了级联闪蒸过程模型的仿真软件,对所开发的级联闪蒸液位控制软件进行仿真实验;针对所开发的氧化铝生产溶出过程控制系统软件中的逻辑控制模块和过程监控模块进行了软件功能测试、系统测试和工业现场测试。

关键词：氧化铝生产溶出过程控制系统软件级联闪蒸未建模动态补偿半实物仿真

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一种电梯钢丝绳张力计控制系统软件的设计

起重运输机械 2020年第23期 69-75页

作者：张庆丰赵德栋严怀钰魏斌黄杰宁波市特种设备检验研究院宁波315048

设计了一种具备一工装结构的电子式电梯钢丝绳张力计。该张力计操作方式类似于普通弹簧秤测力法,通过工装结构中的角度监测单元实时监测受拉钢丝绳的张角值以确定各钢丝绳被拉至同一水平径向位置的方式,提高了张力测量精度和操作便捷性... 详细信息

设计了一种具备一工装结构的电子式电梯钢丝绳张力计。该张力计操作方式类似于普通弹簧秤测力法,通过工装结构中的角度监测单元实时监测受拉钢丝绳的张角值以确定各钢丝绳被拉至同一水平径向位置的方式,提高了张力测量精度和操作便捷性。为实现张力计的功能,开发了一种基于MCUdsPIC30F4012为主控芯片、以HX711+悬臂梁传感器为张力采集模块,以AS5045为角度监测模块的张力计软件控制系统,系统软件基于模块化思想,把张力计整体功能模块分解成各个功能子模块。在主程序中分别调用功能子模块程序,以实现张力计对张角、张力数据采集处理,判断张力差是否超标,并实现了显示、报警提示等相关人机交互功能。

关键词：张力工装结构控制系统软件便捷模块化

大射电望远镜AB轴平台控制系统软件设计及开发

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大射电望远镜AB轴平台控制系统软件设计及开发

作者：董杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文基于“新一代大型射电望远镜（FAST）馈源指向跟踪系统”高精度轨迹跟踪要求,从工程实际出发,设计并实现了大射电望远镜AB轴平台控制系统硬件和软件,为实现三级复合控制提供了基础。完成的主要工作为以下三个方面: 1、分析了... 详细信息

本文基于“新一代大型射电望远镜（FAST）馈源指向跟踪系统”高精度轨迹跟踪要求,从工程实际出发,设计并实现了大射电望远镜AB轴平台控制系统硬件和软件,为实现三级复合控制提供了基础。完成的主要工作为以下三个方面: 1、分析了两级复合运动的控制系统,设计了新的三级复合控制系统,并提出了两种三级复合控制系统的测量方案和控制策略方案;2、分析了运动控制技术的现状和发展趋势,设计基于SynqNet运动控制现场总线的大射电望远镜（FAST）AB轴平台的控制系统。根据项目要求,对AB轴平台控制软件和硬件进行了设计和具体开发;3、推导了A、B轴的转角计算方法,并在此基础上用Matlab进行了数据仿真,验证了转角计算方法的可行性。

关键词：大射电望远镜 AB轴平台 SynqNet 控制系统软件角度调整

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水下机器人控制系统软件设计

科技展望 2016年第12期26卷 136-138+140页

作者：张雨阳王瑞锋包钢一中呼和浩特铁路局

针对水下机器人(ROV,Remotely operated vehicle)在海洋中复杂、高难度环境下作业的特点,研究了一套基于Vx Works实时操作系统的水下机器人控制系统软件,实现了各模块设备之间的实时通信与实时调度。首先对ROV控制系统的体系结构和组成... 详细信息

针对水下机器人(ROV,Remotely operated vehicle)在海洋中复杂、高难度环境下作业的特点,研究了一套基于Vx Works实时操作系统的水下机器人控制系统软件,实现了各模块设备之间的实时通信与实时调度。首先对ROV控制系统的体系结构和组成进行了研究,分析了各设备的作用与功能;其次选取了Vx Works操作系统作为主控系统,并介绍了其开发流程,保证了系统的实时性与稳定性;最后根据ROV的需求,设计了控制系统软件的总体结构,给出了作业的基本流程图。

关键词： ROV VxWorks 控制系统软件总体结构

基于Windows的大型ROV控制系统软件设计

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基于Windows的大型ROV控制系统软件设计

第六届全国信息获取与处理学术会议

作者：崔胜国郭威王晓辉赵洋祝普强机器人学国家重点实验室中科院沈阳自动化研究所中国科学院研究生院

针对Windows越来越能满足实时控制系统这一情形,本文在分析大型ROV控制系统的实时性基础上,进行了基于Windows的大型ROV实时控制系统软件设计,并给出了实际应用结果。应用结果表明,该控制系统软件运行稳定、可靠,很好的完成了对大型ROV... 详细信息

针对Windows越来越能满足实时控制系统这一情形,本文在分析大型ROV控制系统的实时性基础上,进行了基于Windows的大型ROV实时控制系统软件设计,并给出了实际应用结果。应用结果表明,该控制系统软件运行稳定、可靠,很好的完成了对大型ROV的实时控制。

关键词： Windows 实时性 ROV 控制系统软件

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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浅谈风力发电机组控制系统软件设计

数字技术与应用 2012年第3期30卷 16-17页

作者：黄晓芳新疆金风科技股份有限公司新疆乌鲁木齐830026

控制系统软件作为风力发电机组(风机)控制系统的一部分,也应该是一种完善的、易升级的产品,本文从模块化、参数化、功能化几个思路描述了风机控制系统软件设计的架构,以实现软件的兼容性及继承性。

关键词：风力发电机组控制系统软件

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谷物循环干燥机控制系统软件设计

农业机械学报 2003年第1期34卷 83-85页

作者：曹艳明李长友华南农业大学工程学院

针对循环式缓苏干燥机控制系统硬件 ,利用模糊控制的设计方法开发了相应的控制系统软件 ,为在干燥专家系统的基础上实现干燥机工作过程专家智能控制奠定了基础。

关键词：农业机械稻谷干燥机程序设计循环式干燥机控制系统软件设计

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智能炒菜机控制系统的软件设计

智能炒菜机控制系统的软件设计

作者：万伟锋广东工业大学

学位级别：硕士

随着中国城镇化蓬勃发展,人们物质生活水平的不断提高,人们对生活的安全、舒适、便捷等方面的要求越来越高。智能炒菜机是集成计算机技术、嵌入式技术以及中式烹饪技术一身的机电一体化系统,可以为人们提供了一种可炒出健康美味食物并... 详细信息

随着中国城镇化蓬勃发展,人们物质生活水平的不断提高,人们对生活的安全、舒适、便捷等方面的要求越来越高。智能炒菜机是集成计算机技术、嵌入式技术以及中式烹饪技术一身的机电一体化系统,可以为人们提供了一种可炒出健康美味食物并提高人们生活品质的家用电器。智能炒菜机目前主要是面向城市白领家庭在一天的繁忙工作后,能够在不降低饮食的品质前提下同时又减少做饭时间做出美味的晚餐,使家庭成员都有个美好的休息时间。智能炒菜机的下位机是以三菱FX2N-32MR PLC为主控单元,控制能够炒菜机的旋转翻炒炉芯装置、炒锅工位控制装置、炒锅锅盖控制装置、电磁加热及火控装置、主料自动上料装置、辅料（调味品）自动加料装置、自动洗锅装置、自动出菜装置、电气控制装置等功能部件;智能炒菜机的上位机是基于Wince嵌入式系统设计的用户界面软件控制系统,主要功能包括能够根据提前设定好的菜谱自动完成炒菜动作并能够完成出菜,洗锅等控制动作,且能够自己根据自己的喜好编写菜谱程序;上位机与下位机的通讯是选用串口通讯RS232标准来完成,主要负责的是上位机传输菜谱程序的菜谱指令给下位机PLC且把下位机的执行情况反馈给上位机,使智能炒菜机能够顺利完成炒菜作业。智能炒菜机控制系统主要由硬件和软件两部分组成,这里着重介绍软件部分。智能炒菜机的控制系统软件支持通用菜谱指令系统vmmdal.0的菜谱指令,该指令系统总共有九条指令,分别用于控制炒菜机控制装置等功能部件来完成下位机的控制人物;人家交互界面主要有主控界面,下又设菜谱程序管理界面,自动炒菜界面,手动操作界面,管理员身份的用户可以利用菜谱程序管理界面对后台数据库的菜谱程序进行添加,修改等操作。智能炒菜机的用户界面是运行在上位机WinCE嵌入式的触摸屏,它是用户直接接触和操作智能炒菜机的装置,能够直接触控操作智能炒菜机。智能炒菜机控制系统软件系统主要采用模块化的编程思想,设计炒菜机控制程序。将每一种炒菜动作封装为单个模块,便于上位机和PLC联合控制。重点研究了基于vmmdal.0菜谱指令系统的炒菜机控制程序的开发问题。本文首先阐述了智能炒菜机的背景、内容、作用以及发展现状,分析了系统的体系结构、实现的技术路线,并对嵌入式操作系统Windows CE的体系结构、研究开发软件如何在智能炒菜机上的应用。

关键词：智能炒菜机 wince嵌入式控制系统软件