镍是具有战略意义的金属矿种之一,具有很好的可塑性、耐腐蚀性和铁磁性,在军工产业、机械制造工业、石油工业、化学工业、电气设备、建筑业等方面广泛应用。镍阳极板是电解精炼镍的中间产品,其品质的好坏直接影响电解环节的能耗和生产效率,影响电解精炼镍的总体成本,因此浇铸工艺和浇铸设备的研究在镍冶炼中显得极其重要。在系统开发之前,首先阐述了镍与铜阳极板浇铸工艺的相同点与不同点,分析了镍阳极板自动定量浇铸的可实现性,并借鉴铜阳极板自动定量浇铸的升级思路和目前铜阳极板自动定量的浇铸工艺,结合镍阳极板自身浇铸的特点,设计了镍阳极板自动定量浇铸的工艺流程。根据设计的工艺流程,通过选择合适的控制系统和执行系统驱动元件,设计了镍阳极板自动定量浇铸的控制系统方案。中间包给浇铸机补充镍液时产生的重力加速度会导致浇铸机秤体产生颤振,影响浇铸机的称重,要求中间包补充时转动平稳、补充流速稳定、补充重量值准确。通过设计中间包的驱动结构和称重结构以及中间包的两段控制方法,以期望达到补充时流速控制稳定、补充重量控制准确的目标。针对倾转式浇铸机运动时产生的加速度以及油液重量变化对称重传感器的重量采集的干扰问题,设计了伺服电机作为驱动元件的滑动式浇铸机。并设计了浇铸流速曲线和运动控制曲线双曲线模型控制伺服电机运动,配合流速反馈调节的控制策略,保证浇铸出镍阳极板的重量和质量符合要求。整个定量浇铸过程通过PLC控制,PLC计算出液体流动速度,然后反馈给浇铸机各个运动阶段,实现镍阳极板的准确高效浇铸。通过介绍直线铸型机结构组成,分析了直线铸型机定位具有定位要求高、磨损程度不一致的问题。针对定位存在的问题,选择多圈绝对值编码器作为位置反馈元件,并设计了三闭环控制方案以及位置环和速度环控制器,实现对直线铸型机的动作控制。在工艺流程的基础上,设计了镍阳极板定量浇铸设备的硬件结构。采用工控机作为上位机监控系统,采用西门子PLC和SIMOTION作为下位机控制系统,对西门子PLC和SIMOTION进行了选型,对各模块的输入输出点进行分配,并设计了各模块间的电路原理图。在工艺流程和硬件结构研究的基础上,开发了镍阳极板定量浇铸的软件系统,主要包括上位机和下位机两部分。上位机由工控机和触摸屏组成,实现了对设备运行的总体状态显示,根据需要设计有运行界面、打印输出界面、历史数据界面、监控运行界面等。下位机由PLC和SIMOTION组成,PLC软件实现对设备的逻辑控制和内部算法处理,SIMOTION是伺服驱动的核心,用来控制伺服电机的转动。通过浇铸水模拟实验和浇铸镍阳极板调试来优化系统软硬件,进行了大量的实验。经过不断调试,设备满足设计要求,通过后期数据可以得出本设备具有系统稳定性好,控制精度高,浇铸重量稳定的优点。