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pH值是矿冶领域的一个重要参数,长期以来pH值主要采用人工检测和控制。由于人工操作是用眼睛判断测量结果,具有较大偏差,人工控制也会受操作熟练程度、技术经验等因素制约,导致不能及时和准确的对控制对象做出调节。目前pH值检测主要采用玻璃pH计和pH试纸测量,玻璃pH计具有易碎、易粘附矿浆、标定频繁等缺点,使用pH试纸需要肉眼判断检测结果,比色卡范围大,不能得到精确测量值;传统的pH值控制主要采用PID控制算法作为主控制策略,PID控制难以保证控制系统的稳定性及准确性。为此,本文研究设计一种集pH值检测和控制为一体的智能控制系统。本文首先阐述了pH过程的检测和控制现状,分析了目前国内外pH值控制系统的方法及主要存在的问题,结合云南祥云飞龙有色金属股份有限公司南涧锌氧粉水洗作业的工艺流程和特点,提出了合理的现场测控点,根据参数测控回路的复杂性和特点选用不同的控制方法。简单的控制回路采用PID控制算法或改进的PID控制算法,pH值则采用模糊控制方法。由于控制系统采集的数据具有较大的干扰成分,研究了采集数据的数字滤波算法,为了提供控制系统更为真实可靠的数据。进行了控制算法的研究,控制内容包括:给料流量检测与控制,储药桶的液位检测与控制,浆化桶和搅拌桶加水流量检测与控制,药液流量检测与控制,矿浆pH值检测与模糊控制等。控制系统测控参数众多,pH值参数的检测与控制是本论文的技术关键。通过对pH电极的测量原理及现有技术进行分析,提出了水洗作业的pH值智能化自动检测和控制系统,可以提高pH计的使用寿命和测量精度,降低pH值中和过程的严重非线性带来的影响。并且,针对矿浆pH值的复杂性、非线性、滞后性,很难建立过程数学模型的状况,提出了矿浆pH值的模糊控制方法。模糊控制不需要建立被控对象的精确数学模型,可以将现场操作经验和专家知识结合起来,构建模糊规则库,并通过调用规则库里面的控制规则进行pH值的模糊控制。本文对锌氧粉水洗作业工艺控制流程进行了测控点及控制回路的设计。采用先进的硬件技术,合理设计了控制系统。根据控制系统的流程特点及控制要求,对上位机、下位机、检测仪表、执行仪表等进行合理的选型设计,控制系统设计具有很高的性价比,具有测控参数比较全面、测控措施配置比较合理等特点。设计了一套以工业计算机作为上位机、以PLC作为下位主机的DCS控制系统,该DCS以pH计、电子皮带秤、电磁流量计、静压式液位变送器作为检测部件,以调节型电动蝶阀、变频器作为执行部件,实现对矿物进行调浆,多次搅拌及矿浆pH值的检测、控制和控制系统的管理。本文进行了下位机控制软件和上位管理软件的开发。下位控制软件采用STEP7V5.5软件工具进行开发。上位管理软件采用组态王V5.5软件进行开发,开发的监控内容包括:模拟流程图、操作员面板、实时数据、远程监控等,实现了锌氧粉水洗作业的自动控制和信息化管理。最后,对本文研究进行了总结,并对矿浆pH值的检测与控制提出了自己的见解。