钨冶炼工艺过程控制、仿真及在线监控系统研究

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1、利用。然而，尽管我国部分大中型企业装备了先进的生产设备与分析检测仪器，但总体的自动化水平仍不高。与国外比较，国内企业在工艺装备及自动化程度方面的差距较大，许多小型民企大都以手工操作为主，即使在大型钨生产企业中也存在手工操作与自动化操作并存的局面，致使生产过程的损耗大、产品等级低、产品质量不稳定等问题突出[12]。即使诸如厦门钨业股份有限公司和株洲硬质合金集团有限公司等企业，虽然开发与应用了生产线的自动控制与监控系统，但他们的自动控制与监控系统仍然停留在通常的“设定目标参数”的“静态控制”，没有从工艺机理上建立工艺的动态优化与控制模型，使得这种控

2、制系统不能满足当今钨矿资源等原料来源广泛的自适应最优控制的要求。在国外，大型的钨冶炼加工企业以瑞典的山特维克Sandvik[16]、美国的肯纳金属公司Kennametal[17]、以色列的Iscar公司、日本的MitsubishiMatetials与ToshibaTungalloy公司[18]为代表，其生产过程大多实现了基于工艺机理的最优自适应控制，建立了整个生产过程的全自动化，为其生产高等级的钨制品奠定了坚实的技术与物质基础，如Sandvik的Coromant公司、Iscar的Tefen工业园的数控刀片生产车间已实现了无人操作[19,20],

3、这些企业非常重视新产品、新技术的研究与开发工作，因此一般都拥有自己的核心技术[21]。与国外这些先进的钨冶炼加工企业相比，我国钨制品行业的总体技术水平仍有大约20年的差距[12]。（3）计算机监控技术的应用现状国外对于工业监控系统的开发研究较早，目前已处于比较成熟的阶段，一些大公司己经开发出适合专用和普通用户的监控系统软件(组态软件)。比如德国西门子公司的WinCC就是针对它们的PLC进行组态监控的软件，还有Honeywell公司的组态软件、GE公司的Cimplicity等。而我国，计算机监控技术的发展主要是从七十年代才开始的。自20世纪80年

4、代以来，计算机监控系统也得到前所未有的发展。随着国内相继开发出一些监控系统软件，如北京亚控自动化软件科技有限公司的组态王；昆仑通态公司的MCGS全中文工控组态软件；北京华富惠通技术有限公司的开物2000；三维有限公司的力控系统软件和北京杰控科技有限公司的FameView等。计算机监控技术开始在钨冶炼中崭露头角，但应用程度远落后于国外，目前，国内大型钨冶炼企业正加大研究开发钨冶炼监控系统的力度[22]。随着现代电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术、机电一体化技术等先进技术的快速发展，各种先进的控制技术已经应用于钨冶炼的计算机监控系统中，可以

5、说我们国内钨业计算机监控系统的设计和研究也处于快速发展阶段[23,24]。（4）发展趋势在工业自动化技术的推动和冶炼行业技术需求以及环保理念的三重机制拉动下，钨冶炼生产企业应借助先进的自动化和信息化技术改造与提升生产技术与管理水平。钨冶炼企业的未来发展趋势将是：①过程控制系统化3对钨冶炼工艺流程实现在线连续检测和控制。采用先进的传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、数学模型与仿真技术等，对关键工艺参数进行在线快速检测、物料平衡控制、工艺过程动力学与热力学分析建模与控制、流程的闭环控制、产品质量过程控制、废水与废气等废

6、弃物排放的实时检测控制等，开发集钨冶炼工艺流程在线检测、控制和监控于一体的综合自动化系统，以保证工艺过程稳定顺行、提高钨金属回收率、产品质量和企业经济效益。②生产管理控制最优化通过建立生产实时数据和管理数据库，为生产过程优化控制及管理提供支持[25]。采用计算机仿真技术，对钨冶炼过程的各关键工序建立冶金数学模型，进行离线和在线仿真与模拟，找出最佳的生产工艺参数，积累生产过程数据，实现工艺过程优化、生产流程优化、生产组织优化、生产管理与控制优化。③企业信息化将生产过程执行系统（MES）与生产管理调度系统集成，形成完善的企业信息化系统，实现企业信息

7、化。④生产过程高效节能绿色化根据国务院环境保护部新规：钨冶炼为一类元素排放废水，强制性执行零排放。因此研究高效绿色的钨冶炼工艺，借助先进的自动化技术，严格控制各工序的排放，实现生产过程高效、节能和绿色化。1.3智能控制方法概述随着工业过程的日趋复杂化、大型化，对过程控制提出了越来越高的要求。但是一些过程存在着严重的不确定性，以经典的控制和现代控制理论指导的、基于被控对象数学模型的传统控制方法已经显示出不适应。而以知识工程为指导的智能控制理论和方法，在处理高度复杂性和不确定性方面表现出了其灵活的决策方式和应变能力而受到高度重视[25]。所谓智能控

8、制是以控制理论为基础，应用拟人化的思维方法、规划及决策实现对工业过程优化控制的一种技术[26]。目前，智能控制系统研究内容主要包含：模糊逻辑控制，神经