铜加工生产过程在线控制系统的开发与应用

杨柳

摘要：本文以连铸连轧精密铜管生产线为研究对象，考虑到铜加工的时候，会发生很多复杂的物理和化学反应，并且结合基于Visual Basic 6.0平台研究Minitab软件的二次开发技术和调用。全文讨论了利用Minitab进行数据统计分析可视化操作系统，采用在线控制的系统研究其铜加工生产过程在线控制系统可以解决燃料消耗较大问题。在实际的生产的过程中，一些重要的影响变量只依靠工作人员的经验来控制铜加工生产线，达不到技术的要求，同时铜加工生产线是不容易达到预期效果的，且使得产量数量越来越少，就此，针对在铜加工生产过程中结合应用在线控制系统，提出了在线控制系统的硬件与软件设计，来进行冶金原材料提炼铜。

关键词：铜加工生产;线控制系统;开发与应用;线定位控制系统

铜在全球的生产中有着重要的地位，他的生产作为现代化工业生产的三大支柱之一。在生产的过程中会消耗大量的能源，导致其在铜加工生产总成本中所占比例也在逐渐增大。在大规模铜加工企业生产中，产品质量是企业赖以生存的关键因素，为了提升产品质量，高炉炼铜过程中结合在线控制系统以及计算机网络技术将有效提高铜成品的质量。本文主要介绍了铜加工生产过程在线控制系统的工作原理、提出了在线控制系统的硬件与软件设计、并对所设计的在线控制系统进行检测应用、注意信号传输、自动控制与技术进步的需要，基于此开发出连铸连轧精密铜管生产线在线质量控制系统”。

1铜加工生产过程在线控制系统需要体现的相关内容

加工铜的企业需要考虑的不仅是技术优势和经济实力的竞争，还需要考虑的是检验、测量和试验设备配备导则以及配备满足预期使用的目的要求的检验。铜加工生產过程在线控制系统需要体现的相关内容包括：第一、在线控制系统属于在线控制系统的计算模型，在线控制的系统需要进行计算机输入模型，进而智能优化生产系统，最终研究成功属于自己的铜加工检测系统模型;第二、输出参数的分配与设定是用来区分闪速熔炼和熔池熔炼，系统设置可以攻克了流程型材料加工实时在线质量控制的困难，并且结合铜加工生产过程中的工艺流程特点，可以实现在线控制系统的开发利用;第三、任何生产流程中的改变都需要调用这一计算系统，在实际的设计的线控制系统流程图控制事件包括：设定参数变化、配料数量改变、原材料性质等。第四、所设计的在线控制系统进行检测应用，要使生产过程中任何参数的改变都有特定的处理方法与对策。在铜的提取的过程中提供充足的氧气，保证氧化反应的完全进行，在最后的程序的设计中还需要再进行计算机输入模型，使得在线系统可以将改变的参数及时反馈给铜加工企业工作人员;第五、任何生产流程中的改变都需要调用这一计算系统即需要调用天然气耗能、氧浓度的升高与下降等一系列的相关物质，给定的是提高生产质量水平、安全生产、降低成本的总系统的设计，实现操作人员、工厂、计算机系统的连用。

2铜加工生产过程在线控制系统的硬件设计

铜加工生产过程在线控制系统的硬件设计是确保提高计量检测能力的基础。国外的铜加工企业已经开始在生产过程中应用在线控制系统，为了进一步提高了精密铜管生产线在线质量控制效率，我国研究人员积极研究自己的铜加工检测系统模型。这种研发不仅是管理水平的竞争，尤其是质量管理的提升。为铜加工企业开发出一套安全、可靠、稳定的实时在线控制系统是目前研究的热点以及关键之处。铜加工生产过程在线控制系统的硬件设计包括的是：第一、进行计算机输入模型，通过为铜加工生产工作人员提供离线辅导，培养程序人员的智能优化生产系统的技能;第二、重要参数计算结果是铜加工生产过程在线控制系统的核心部分，在线控制参数周期不是很长的情况下，可用差分方程替代系统的计算模型，可以使得延伸率达到45%的晶粒度检测结果;第三、铜加工过程所需要的温度控制也是重要部分，同时在铜加工过程中容易出现较多杂质，针对这些相关问题，设计人员需要做出相对应的控制处理，并记录这些参数作为后续计算模型;使生产过程中任何参数的改变都有特定的处理方法与对策。

2.1 自动配料控制

配料秤采用电子皮带秤，其称重传感器的4～20mA信号直接引入Quantum的模拟量输入模块，由PLC系统完成称重信号与流量信号的转换及皮带秤的校验工作。自动配料有两种控制方式：本地控制与远程控制，本地控制方式是操作工根据生产要求直接从上位机输入设定配料量;远程方式是通过配料模型计算出各种料的配料量。设定配料量与皮带秤的测量值经PID运算后，通过PIC输出4～20mA信号给现场变频器，由变频器调整圆盘给料机的转速，从而改变下料量。固体物料受环境条件、温度、进货渠道等客观条件的影响，其粘度、比重、粒度也相应地发生变化，不象流体量易调节、波动大。因此，对采集的信号进行滤波处理，小信号切除，延长采样周期，并采用累积量调节等方法，取得了满意的调节效果。其控制精度在1%之内。

2.2 混合料水分的自动控制

通过实时跟踪混合料中各种原料的重量，计算其干重和湿重。根据物料平衡原理调整混合料中的水含量。在上位机输入各种原料的含水量及一混、二混、三混内的目标水分，系统即可根据流量自动调节混合料的含水量。一混、二混、三混内自动给水系统构成相同，由电磁流量计、电动调节阀、快中子水分计等检测设备组成，与PIC一起实现混合料加水系统的前馈控制与反馈控制及串级控制相结合的控制方法。实现加水流量的闭环控制，控制混合料的含水量。

2.3点火温度自动控制

点火器温度的稳定是保证烧结矿产品质量的重要因素，利用PLC对点火温度进行实时控制，对提高生产率和烧结矿质量、节约能源有着积极的意义。把热电偶检测到4～20 mA标准信号送入模拟量输入模块，在CPU内部，将此次采样值作为过程值与设定值进行比较计算，通过模拟量输出模块输出4～20mA信号，控制执行机构动作，改变煤气流量，达到控制温度的目的。同时，为保证燃烧的经济性，煤气量与空气量必须按一定比例混合，本系统采用比值控制系统，通过控制煤气、空气的流量，使点火温度保持在一定范围内。

结束语

随着社会的不断进步，能源消耗不断增加。因此当今社会，燃料成本在不断增长，为铜加工企业开发出一套安全、可靠、稳定的实时在线控制系统势在必行。与在线系统的连用会使这种繁重的工作变得容易，提高了工作效率。同时会逐步提高计量检测能力发挥了重要作用。软件系统方面调用Minitab软件后的散点分析结果，分析结果显示，利用计算机模型，按照指定条件对数据进行筛选，使得我国的铜产量成为全球总体铜生产技术水平的一个新的提高。软件设计复制原材料闪速炉内发生的物化发应，并且可以提升抗拉强度与对应序号线性相关并显著，连接测量和试验设备的选择配备，并提供验证与评价的依据，进一步为闪速炉铜冶炼技术推向一个更高的水平。

参考文献：

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