【摘要】：在國內(nèi)市場強勁需求的推動下,我國的銅精煉產(chǎn)業(yè)整體保持平穩(wěn)的增長,在可預見的未來將會迎來加速發(fā)展期。作為銅金屬產(chǎn)品消耗的主要拉動國家,尤其對精銅的需求量較高,所以對精銅的制備極其重要。銅陽極板自動定量澆鑄機正是與銅精煉爐配套的對熔融銅水進行澆鑄的設備,將熔融的銅水澆鑄為陽極板,供后續(xù)電解工藝制備精銅。通過對銅陽極板自動定量澆鑄控制系統(tǒng)原理的分析,對澆鑄系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)進行設計。采用西門子S7-300系列的PLC與昆侖通態(tài)MCGS人機界面相結(jié)合的方式實現(xiàn)自動化控制,對控制系統(tǒng)的設備元器件進行了選擇,如稱重傳感器、伺服比例閥、變頻器、溫度傳感器以及微型打印機的選擇,完成了該自動定量澆鑄系統(tǒng)總體方案的設計。基于自動定量澆鑄控制系統(tǒng)的原理,對定量澆鑄設備的秤臺進行了設計,稱重傳感器對澆鑄銅水重量的數(shù)據(jù)采集是保證可編程控制PLC系統(tǒng)運行的必要條件。通過對重量信號采集方式的分析與選擇,選用稱重模塊對重量信號采集的方式,并在硬件層面和軟件層面采取了抗干擾措施,來提高重量信號采集的可靠性與穩(wěn)定性。整個銅陽極板定量澆鑄控制過程由PLC控制,需建立一條平滑、穩(wěn)定的澆鑄曲線,輸出適應的電壓來控制各階段液壓缸比例閥的精確動作。通過對控制過程的分析,如重量信號的采集與處理,結(jié)合PID反饋調(diào)節(jié)技術(shù)將其應用到澆鑄各段,使?jié)茶T過程更加平穩(wěn),來達到定量控制澆鑄的效果。對銅陽極板自動定量澆鑄PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設計。完成了PLC模塊配置的選擇,對主要輸入輸出點進行分配,完成了控制系統(tǒng)圓盤部分及澆鑄包部分的液壓系統(tǒng)回路設計,此外完成了模擬量輸入輸出模塊電路及其他元器件如微型打印機與觸摸屏等電路的設計,同時對控制系統(tǒng)軟件各模塊功能進行了設計。完成了銅陽極板自動定量澆鑄設備人機界面的設計,采用昆侖通態(tài)的觸摸屏,實現(xiàn)了觸摸屏與PLC之間的通訊,對主界面、澆鑄曲線界面、校秤界面、I/O點診斷等界面做了組態(tài)設計,實現(xiàn)了實時通訊、設置參數(shù)和監(jiān)控等功能,同時打印界面可以對澆鑄數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與打印,能夠更好的分析澆鑄數(shù)據(jù)。該課題的研究成果在某機械廠的銅陽極板圓盤自動定量澆鑄設備上得到了現(xiàn)場的實際應用,通過對施工現(xiàn)場早期澆鑄數(shù)據(jù)的采集,做了對澆鑄統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析,針對澆鑄過程中出現(xiàn)的波動與不穩(wěn)定現(xiàn)象,采取改進措施,例如稱重時間設置延時、重量采集點邏輯上的重新規(guī)劃等,通過不同批次生產(chǎn)銅陽極板的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的比對,可以看出系統(tǒng)定量控制能力漸趨穩(wěn)定,抗干擾能力逐漸增強,澆鑄穩(wěn)定性、合格率都有大幅的提升。
【圖文】：

圖 1.1 2010-2014 年度中國銅金屬產(chǎn)量趨勢圖同時 ICSG 統(tǒng)計指出，中國同時也是銅金屬產(chǎn)品消耗的主要拉動國家即主要銅消費行業(yè)有：電力、家電、交通運輸、房地產(chǎn)、電子元件[2。0.0050.00100.00150.00200.002010年 2011年 2012年 2013年 2014年產(chǎn)量（45%10%8% 3%

煉爐；2-引流槽；3-澆鑄包；4-澆鑄模；5-澆鑄圓盤；6-勾取機；7-圖 1.3 人工控制陽極板澆鑄示意圖陽極板定量澆鑄控制系統(tǒng)研究及現(xiàn)狀澆鑄設備的研究在 20 世紀初期就已開始進行，起步早的都極板澆鑄設備生產(chǎn)廠家。上世紀四、五十年代，前蘇聯(lián)制造備，直到二十世紀七十年代，該國科學院成功研制出用于鉛鑄造系統(tǒng)[22]。隨著定量控制技術(shù)的日趨成熟，，自動澆鑄系統(tǒng)設備自動化功能日趨完善，生產(chǎn)能力與產(chǎn)品品質(zhì)有了較顯著澆鑄的設備主要分為直線型和圓盤型兩種[23]。
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF811;TF351.6

【參考文獻】

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本文編號：2611926