原地浸出采鈾自動監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、地浸采鈾工藝就是將地下含鈾溶液抽至地表后經(jīng)工藝管網(wǎng)輸送至浸出液處理廠，含鈾溶液經(jīng)吸附等工藝處理后，其尾液排放至配液池，然后補加適量的硫酸和氧化劑配制成新的浸出劑，經(jīng)注液管道輸送至井場，注入含礦層[1]。因此地浸采鈾所采用的浸出劑配方生產(chǎn)控制（簡稱配液子系統(tǒng)）及注入各井場的溶液分配量是直接關(guān)系到各礦井的鈾金屬浸出率、資源回收率的高低、地下水復原治理的難易程度及礦山經(jīng)濟效益的好壞[2]。
　　由于大多數(shù)地浸采鈾的礦井及相關(guān)的測控點較分

2、散，井場地形復雜，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在地浸礦山中的應(yīng)用能降低勞動強度和生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率已成為共識[2]。隨著自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在地浸采鈾生產(chǎn)中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了一些問題，如：各注入井流量與壓力、各池液位、浸出劑與浸出液 pH與 Eh等參數(shù)在復雜的生產(chǎn)過程中，具有高度的非線性，而且影響生產(chǎn)中這些因素還在不斷變化，這給生產(chǎn)中調(diào)節(jié)各礦井注入量、控制溶浸范圍、配制浸出劑、提高產(chǎn)量、控制生產(chǎn)成本等帶來一系列問題。
　　為了提高地浸

3、礦山的資源回收率及經(jīng)濟效益，必須實現(xiàn)礦山優(yōu)化開采。地浸采鈾的工藝要求對配液過程、注液過程等生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)進行嚴格的控制，以保證優(yōu)化開采。由于生產(chǎn)過程復雜及各工藝參數(shù)與許多因素有關(guān)，而生產(chǎn)中這些因素還在不斷變化，很難用解析方法建立對象的動態(tài)特性。采用傳統(tǒng)的控制策略，例如常規(guī)PID控制，難以適應(yīng)由于生產(chǎn)工況變化造成的對象非線性特性，不能及時克服系統(tǒng)中的擾動，保證控制系統(tǒng)的性能。另一方面，PID控制器參數(shù)整定以后便不再改變，不能適應(yīng)系統(tǒng)

4、的動態(tài)變化。文中將數(shù)字PID控制與模糊邏輯進行的控制策略，構(gòu)成參數(shù)模糊自調(diào)整PID控制器，由系統(tǒng)中的模糊控制器根據(jù)系統(tǒng)偏差和偏差的變化，實時修正PID控制算法的參數(shù)，以提高控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，改善控制性能。
　　原地浸出采鈾自動監(jiān)控系統(tǒng)采用西門子公司SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET和PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)兩級異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，上位機采用工控機PC677，采用西門子S7-300 PLC作為各工藝段（集液池系統(tǒng)、配液池

5、系統(tǒng)、水冶系統(tǒng)、泵房及空壓系統(tǒng)）控制子站。采用WINCC組態(tài)軟件開發(fā)了監(jiān)控界面，參數(shù)模糊自調(diào)整PID控制算法采用PLC編程語言實現(xiàn)。PLC子站之間、與上位機之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，PLC子站與現(xiàn)場設(shè)備通過 PROFINET、PROFIBUS現(xiàn)場總線及I/O模塊來采集、控制和傳送數(shù)據(jù)。
　　在Matlab平臺上對所提出的控制策略進行了仿真，仿真結(jié)果表明，與常規(guī)PID控制算法比較，參數(shù)模糊自調(diào)整PID控制算法具有更好的跟蹤性能和更強的