【摘要】：在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)強(qiáng)勁需求的推動(dòng)下,我國(guó)的銅精煉產(chǎn)業(yè)整體保持平穩(wěn)的增長(zhǎng),在可預(yù)見的未來將會(huì)迎來加速發(fā)展期。作為銅金屬產(chǎn)品消耗的主要拉動(dòng)國(guó)家,尤其對(duì)精銅的需求量較高,所以對(duì)精銅的制備極其重要。銅陽(yáng)極板自動(dòng)定量澆鑄機(jī)正是與銅精煉爐配套的對(duì)熔融銅水進(jìn)行澆鑄的設(shè)備,將熔融的銅水澆鑄為陽(yáng)極板,供后續(xù)電解工藝制備精銅。通過對(duì)銅陽(yáng)極板自動(dòng)定量澆鑄控制系統(tǒng)原理的分析,對(duì)澆鑄系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用西門子S7-300系列的PLC與昆侖通態(tài)MCGS人機(jī)界面相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)備元器件進(jìn)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(jī)的選擇,完成了該自動(dòng)定量澆鑄系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)�；谧詣�(dòng)定量澆鑄控制系統(tǒng)的原理,對(duì)定量澆鑄設(shè)備的秤臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì),稱重傳感器對(duì)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(yùn)行的必要條件。通過對(duì)重量信號(hào)采集方式的分析與選擇,選用稱重模塊對(duì)重量信號(hào)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(hào)采集的可靠性與穩(wěn)定性。整個(gè)銅陽(yáng)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(yīng)的電壓來控制各階段液壓缸比例閥的精確動(dòng)作。通過對(duì)控制過程的分析,如重量信號(hào)的采集與處理,結(jié)合PID反饋調(diào)節(jié)技術(shù)將其應(yīng)用到澆鑄各段,使?jié)茶T過程更加平穩(wěn),來達(dá)到定量控制澆鑄的效果。對(duì)銅陽(yáng)極板自動(dòng)定量澆鑄PLC控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。完成了PLC模塊配置的選擇,對(duì)主要輸入輸出點(diǎn)進(jìn)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(shè)計(jì),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(jī)與觸摸屏等電路的設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)軟件各模塊功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)。完成了銅陽(yáng)極板自動(dòng)定量澆鑄設(shè)備人機(jī)界面的設(shè)計(jì),采用昆侖通態(tài)的觸摸屏,實(shí)現(xiàn)了觸摸屏與PLC之間的通訊,對(duì)主界面、澆鑄曲線界面、校秤界面、I/O點(diǎn)診斷等界面做了組態(tài)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)通訊、設(shè)置參數(shù)和監(jiān)控等功能,同時(shí)打印界面可以對(duì)澆鑄數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jī)械廠的銅陽(yáng)極板圓盤自動(dòng)定量澆鑄設(shè)備上得到了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用,通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)早期澆鑄數(shù)據(jù)的采集,做了對(duì)澆鑄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析,針對(duì)澆鑄過程中出現(xiàn)的波動(dòng)與不穩(wěn)定現(xiàn)象,采取改進(jìn)措施,例如稱重時(shí)間設(shè)置延時(shí)、重量采集點(diǎn)邏輯上的重新規(guī)劃等,通過不同批次生產(chǎn)銅陽(yáng)極板的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的比對(duì),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(qiáng),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(guó)銅金屬產(chǎn)量趨勢(shì)圖同時(shí) ICSG 統(tǒng)計(jì)指出，中國(guó)同時(shí)也是銅金屬產(chǎn)品消耗的主要拉動(dòng)國(guó)家即主要銅消費(fèi)行業(yè)有：電力、家電、交通運(yùn)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(jī)；7-圖 1.3 人工控制陽(yáng)極板澆鑄示意圖陽(yáng)極板定量澆鑄控制系統(tǒng)研究及現(xiàn)狀澆鑄設(shè)備的研究在 20 世紀(jì)初期就已開始進(jìn)行，起步早的都極板澆鑄設(shè)備生產(chǎn)廠家。上世紀(jì)四、五十年代，前蘇聯(lián)制造備，直到二十世紀(jì)七十年代，該國(guó)科學(xué)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(dòng)澆鑄系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)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(shè)備主要分為直線型和圓盤型兩種[23]。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF811;TF351.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2611926