鈾水冶過程多塔物位控制系統研究與設計.pdf

1、從含鈾浸出原液中提取得到鈾合格液的生產過程,通常是在串聯的數座吸附塔內完成。各路塔之間的樹脂物位高度差是影響鈾生產效率的重要因素之一。將各路塔中的樹脂物位調整到同一高度,對于生產設備的充分利用、鈾合格液生產效率的提高、減少能耗、保障生產正常運行等方面都有著重要的意義。
　　論文以鈾水冶工藝的自動控制為研究背景,以串聯的六路塔中樹脂物位高度為被控對象,采用對各路塔樹脂排放量實施控制的策略,結合系統的數學建模技術、計算機控制技術、可編

2、程控制技術、信號檢測技術以及PROFIBUS通信技術,對鈾水冶工藝過程中的多塔物位自動平衡控制系統進行了研究與設計。主要包括以下幾個方面:
　　(1)模型的建立與求解:以六路串聯的吸附塔作為被控對象,根據每一路塔中物料平衡原理建立數學模型。模型的目標函數就是系統的控制目標,即:使六路塔中物位最終趨于一致的前提條件下,各路塔的樹脂排放量盡可能大;樹脂壓送罐的容積限制為模型的約束條件。采用分層序列法對多目標問題進行求解,按照重要性程度

3、依次排序,在優(yōu)先滿足第一路吸附塔的樹脂排放量要求的前提下,再對其他各路塔的樹脂排放量進行求解。在MATLAB工具箱中編寫模型求解程序,并對所得數據結果進行分析。分析結果表明,按照模型求解出的樹脂排放量進行排放調整,可以實現六路塔中物位自動趨于平衡的要求。
　　(2)物位控制系統設計:采用研華公司的工控機作為上位機,下位機則以西門子S7-300PLC為核心,上位機與下位機之間采用PROFIBUS現場總線通訊。雷達物位計檢測各路塔中樹

4、脂物位,射頻導納物位計檢測罐中樹脂排放量的液位,電磁流量計對進料流量進行采集,并對相關硬件電路進行設計。采用PLCSTEP7V5.4軟件編寫鈾水冶物位控制系統程序,PID調節(jié)閥門開度實現各路塔進液流量的控制,設計了利用分層序列法求解模型的程序,確定了各路塔的樹脂排放值,完成了樹脂進料、樹脂排放、樹脂提升控制程序設計。
　　(3)監(jiān)控界面設計:采用組態(tài)王組態(tài)軟件設計鈾水冶物位控制系統的人機監(jiān)控界面。實現了鈾水冶工藝過程的動態(tài)顯示,完