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磨矿过程是选矿厂生产过程的最重要环节之一,其主要任务是将矿石经过物理的研磨和分级,使有用矿物与脉石单体解离,为后续的选别作业创造条件。本文以中钢集团山东矿业有限公司苍山选矿厂磨矿生产过程自动化工程项目为背景,依托国家863计划“大型磨机智能控制系统”,开展工程的实际应用及科学研究,研究了磨矿过程的控制方法,包括控制策略和控制算法,进行了磨矿生产过程计算机控制系统软件的设计与开发,包括生产过程控制系统的设计与开发以及过程监控系统的设计与开发。此外,本文还对基于最优评价指标的控制器参数整定方法进行了研究。本文的主要工作内容如下:(1)结合苍山选矿厂磨矿生产过程的特点以及过程自动化控制的要求,提出了磨矿过程的控制方法,包括过程回路控制方法和逻辑联锁控制方法。针对过程回路控制方法,通过采集现场数据,建立被控对象模型。控制器参数应用基于最优评价指标的参数整定方法进行整定,整定得出的控制器参数具有适应被控对象的特性,对现场控制器参数的调试有很好的指导意义。针对磨矿生产过程设备采用三种逻辑联锁控制控制方式:设备单机联锁控制,主用与备用设备之间切换联锁控制,设备顺序联锁控制。(2)结合磨矿过程的特点和控制要求,进行了磨矿过程计算机控制系统软件的设计工作,包括过程控制系统软件的结构和功能设计以及过程监控系统软件的结构和功能设计两部分;同时提出了具有过程控制和过程监控两层结构的过程自动化系统,该系统具体物理实现框架由工业以太网、控制网和设备网三层网络结构组成,进而实现控制系统的信息集成和功能集成。(3)在上述工作基础上,进行了磨矿过程计算机控制系统软件的开发工作,包括过程控制系统软件的开发、过程监控系统软件的开发以及上下位机通讯软件的开发。过程控制系统软件的开发具体完成过程控制回路程序和设备逻辑联锁控制程序的编写工作;过程监控系统软件的开发具体完成运行管理监控和系统管理监控的人机界面开发工作;上下位机通讯软件的开发具体完成上位机和下位机之间的网络通讯实现工作。(4)本文设计与开发的计算机控制系统已经成功应用于苍山选矿厂磨矿过程的实际生产过程中。工程应用中,过程监控系统软件功能得到了充分的验证,过程控制系统软件功能取得了良好的工程实施效果,同时基于最优评价指标整定控制器参数的方法也为现场控制器参数的调试工作提供了有益的指导。从实际的运行效果来看,系统稳定可靠、控制灵活、操作方便,降低了生产成本,减轻了操作人员的劳动强度,达到了现场的预期要求。