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称重集散式智能加药控制系统的研究与设计

称重集散式智能加药控制系统的研究与设计

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作者：尉佳怡昆明理工大学

学位级别：硕士

浮选是有色金属选矿的主要方法,加药是浮选作业的关键环节,传统的人工调节加药方式往往缺乏准确性和及时性,影响选矿生产指标。随着计算机的出现及快速发展,浮选生产过程引入了自动检测与控制,进而发展出浮选自动加药技术。然而,传统的... 详细信息

浮选是有色金属选矿的主要方法,加药是浮选作业的关键环节,传统的人工调节加药方式往往缺乏准确性和及时性,影响选矿生产指标。随着计算机的出现及快速发展,浮选生产过程引入了自动检测与控制,进而发展出浮选自动加药技术。然而,传统的电磁阀和计量泵自动加药方法容易受到压力、粘度、杂质、管道积垢以及阀芯磨损等因素的干扰。选矿常用药剂如水玻璃、脂肪酸纳、十二烷基硫酸钠和氧化石蜡皂等,由于药液粘度较大,低温时流动性差,难以实现精确控制。此外,传统加药控制系统一般以PLC为控制主机,由于应用对象不同,药液类型和加药点也不一样,往往需要重复开发。为了克服传统加药技术存在的不足,提出了称重集散式智能加药技术,并进行相应的研究与设计。其技术方案为:实时检测加药箱药液的重量,根据加药时加药箱重量的变化来检测和控制加药量,通过分时控制的方式,实现一个加药箱为多个加药点加药,并及时进行加药箱的药液补充;为了进一步提高加药控制精度,解决加药控制系统重复开发的不足,建立了集散式的加药控制系统结构模式,加药控制系统由数个加药控制单元和一个监控系统组成,根据实际需求,一种药液需配置一至两个加药单元,所有加药控制单元由一台计算机统一管理。实际应用时,只需根据需求配置加药控制单元和监控计算机,即可实现加药的集散控制。首先对称重集散式智能加药控制系统进行总体设计,其中加药控制单元硬件部分采用STM32F303嵌入式单片机作为核心,同时配有相关外围芯片电路,包括高精度称重信号放大和A/D转换电路、数据存储电路、模拟输出电路、时钟电路、RS-485通信电路、复位电路等;同时采用keil5软件进行单片机程序的开发,包括各个芯片电路的驱动程序、计算程序、通信程序等;监控系统采用组态王进行软件开发,一个监控系统可以管理数个加药控制单元,加药单元通过RS-485串行通信方式与组态王软件进行通信,实现人机界面的交互。此外,为了提高采集数据的准确性,消除干扰的影响,研究和开发了中值和滑动平均值滤波相结合的滤波方法,可以同时减少脉冲性和周期性干扰的影响,从而提高数据的准确性。最后使用称重集散式智能加药控制系统开展试验,得出不同浮选流程中松油、黄药、丁铵、硫化钠、碳酸钠药剂添加精度最高时的加药箱液位高度,试验结果表明该系统具有控制精度高、系统装配调试方便、适应性强、可靠性高等特点。

关键词：智能加药嵌入式单片机电路设计加药控制单元称重式流量测控

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