过程控制系统课程设计报告.docVIP

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

1.1设计目的 2

1.2具体任务 2

1.3氧化铝生产的意义 2

第二章氧化铝高压溶出工序介绍 3

2.1铝工业的国内外现状 3

2.2氧化铝生产过程 4

2.3高压溶出工序 9

第三章氧化铝高压溶出工序生产设备及控制要求 12

3.1双程预热器 12

3.2溶出器 12

3.3自蒸发器 13

3.4蒸汽缓冲器 14

第四章氧化铝高压溶出工序3#溶出器温度控制系统设计 16

4.1方案论证 16

4.2硬件设计 17

4.3控制算法 20

4.4软件设计 21

第五章总结 24

5.1方案评价及改良方向 24

5.2收获及体会 24

参考文献 26

第一章概述

现代工业生产过程，随着生产规模的不断扩大，生产过程的强化，对产品质量的严格要求，以及各公司的剧烈竞争，人工操作与控制已远远不能满足现代化生产的要求，工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备，因为，它是保证现代企业平安、优化、低功耗和高效益生产的主要技术手段。

由于工业生产过程各种各样而且非常复杂，工业生产过程可分连续的生产过程和离散的生产过程。因此，在设计工业生产过程控制系统时，必须花大量的时间和精力了解该工业生产过程的根本原理、操作过程和过程特性，这是设计和实现一个工业生产过程控制系统的首要条件。工业生产过程由简单到复杂，规模由小到大。至今，已有各种各样的生产工业过程，生产出各种各样的产品满足人们的生活需要。作为工业生产过程的一局部的工业过程控制系统也在不断开展和提高。在工业生产过程中，通常需要测量和控制变量有：温度、压力、流量、物位〔液位〕、物质成分和物性〔PH值〕等。

1.1设计目的

经过一个学期的过程控制系统课程的学习，对过程控制有了一个根本的了解。然而仅仅在理论方面是远远不够的，需要将所学的应用于实际生产过程中，只有这样才能真正的对过程控制有一个比拟深入的认识，为以后的学习和工作打下一个良好的根底。通过这次课程设计，我们可以了解具体生产工业过程控制系统设计的根本步骤和方法。同时也对氧化铝的生产工艺有一个大概的认识，只有弄清楚生产工艺对控制的具体要求，才能去设计一个过程控制系统。

1.2具体任务

由于氧化铝的生产工序相当复杂，相关的控制系统也很复杂。因此在此次的课程设计中所做的是氧化铝生产中的高压溶出工序，其具体生产设备源自于郑州铝厂。本次课程设计的具体任务是设计氧化铝高压溶出工序中的3#溶出器温度控制系统。3#溶出器需要将其温度控制在工艺要求的溶出温度245摄氏度左右，精度控制在+0.5摄氏度。溶出器的温度是溶出温度，对氧化铝的溶出率影响很大，保持溶出温度稳定，是提高溶出率的关键之一。

1.3氧化铝生产的意义

铝由于其自身的优良性能，一直以来都是经济开展过程中的重要材料，在国民经济的各个领域得到广泛的应用。近年来，铝产量大幅增长，作为电解铝的原料，氧化铝的供给显得尤为重要，国内氧化铝供给紧张、价格不断攀升。近年以来氧化铝的产量大幅攀升，供给的压力得到一定的缓解，价格也有一定程度的回落。但从长远来看，氧化铝作为资源性产品的供给应该得到重视，我们不仅要增加产量，更重要的是提升氧化铝的质量。从而提高铝产品的质量，满足日益增长的国民经济的需要。要提升氧化铝的质量，除了改良工艺之外，改善控制系统和提高控制精度也至关重要。

第二章氧化铝高压溶出工序介绍

2.1铝工业的国内外现状

铝和铝合金是国民经济、国防军工和民用制品的根底原材料。铝工业是国家的根底工业之一。高性能铝合金是制造飞机、潜艇、火箭、导弹、鱼雷、坦克的重要部件的原材料，被称为国家的战略物资。

氧化铝是铝生产的主要原料，2吨氧化铝可以生产1吨铝锭。我国具有丰富的铝土矿资源，迄今，我国已探明铝土矿矿区310处，分布于全国19个省、自治区、直辖市。其中工业储量7.05亿t，占总保有储量的31%。国内的氧化铝生产从50年代起步，80~90年代得到了快速开展，年生产能力已到达近800万吨。2006年氧化铝年产量约高达1300万吨，较去年同期提高57%，居世界第二位。

国内氧化铝生产状况，改革开放以来，为适应国民经济开展的需要，国家在铝土矿资源丰富的四省区内大力开展氧化铝工业，规划并建成了山西铝厂，平果铝厂和中州铝厂等氧化铝工程。采用新工艺、新技术和先进设备，加大对已有的山东铝厂、贵州铝厂和郑州铝厂的技术改造，提高产能，形成了六个氧化铝厂为基地的生产布局。为进一步发挥桂西和晋北铝土矿资源优势，国家规划建设华银氧化铝和晋北氧化铝基地，进一步扩