鈾水冶過程多塔物位控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、從含鈾浸出原液中提取得到鈾合格液的生產(chǎn)過程,通常是在串聯(lián)的數(shù)座吸附塔內(nèi)完成。各路塔之間的樹脂物位高度差是影響鈾生產(chǎn)效率的重要因素之一。將各路塔中的樹脂物位調(diào)整到同一高度,對于生產(chǎn)設(shè)備的充分利用、鈾合格液生產(chǎn)效率的提高、減少能耗、保障生產(chǎn)正常運行等方面都有著重要的意義。
　　論文以鈾水冶工藝的自動控制為研究背景,以串聯(lián)的六路塔中樹脂物位高度為被控對象,采用對各路塔樹脂排放量實施控制的策略,結(jié)合系統(tǒng)的數(shù)學建模技術(shù)、計算機控制技術(shù)、可編

2、程控制技術(shù)、信號檢測技術(shù)以及PROFIBUS通信技術(shù),對鈾水冶工藝過程中的多塔物位自動平衡控制系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。主要包括以下幾個方面:
　　(1)模型的建立與求解:以六路串聯(lián)的吸附塔作為被控對象,根據(jù)每一路塔中物料平衡原理建立數(shù)學模型。模型的目標函數(shù)就是系統(tǒng)的控制目標,即:使六路塔中物位最終趨于一致的前提條件下,各路塔的樹脂排放量盡可能大;樹脂壓送罐的容積限制為模型的約束條件。采用分層序列法對多目標問題進行求解,按照重要性程度

3、依次排序,在優(yōu)先滿足第一路吸附塔的樹脂排放量要求的前提下,再對其他各路塔的樹脂排放量進行求解。在MATLAB工具箱中編寫模型求解程序,并對所得數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析。分析結(jié)果表明,按照模型求解出的樹脂排放量進行排放調(diào)整,可以實現(xiàn)六路塔中物位自動趨于平衡的要求。
　　(2)物位控制系統(tǒng)設(shè)計:采用研華公司的工控機作為上位機,下位機則以西門子S7-300PLC為核心,上位機與下位機之間采用PROFIBUS現(xiàn)場總線通訊。雷達物位計檢測各路塔中樹

4、脂物位,射頻導納物位計檢測罐中樹脂排放量的液位,電磁流量計對進料流量進行采集,并對相關(guān)硬件電路進行設(shè)計。采用PLCSTEP7V5.4軟件編寫鈾水冶物位控制系統(tǒng)程序,PID調(diào)節(jié)閥門開度實現(xiàn)各路塔進液流量的控制,設(shè)計了利用分層序列法求解模型的程序,確定了各路塔的樹脂排放值,完成了樹脂進料、樹脂排放、樹脂提升控制程序設(shè)計。
　　(3)監(jiān)控界面設(shè)計:采用組態(tài)王組態(tài)軟件設(shè)計鈾水冶物位控制系統(tǒng)的人機監(jiān)控界面。實現(xiàn)了鈾水冶工藝過程的動態(tài)顯示,完