我国钨资源开发利用较早,钨冶炼企业较多。然而到目前为止,我国钨冶炼生产过程的自动化水平仍然较低,只有厦门钨业等大型钨冶炼企业建设了基于DCS系统的钨冶炼生产过程自动控制系统。因钨冶炼的原料波动大、发生的物理化学反应过程复杂、工艺过程是在带温带压的密闭反应器中进行,诸如料液组分浓度等工艺参数难于在线检测,致使工艺过程难实现自动控制而影响金属回收率以及产品质量的稳定。尤其是中小型钨冶炼企业基本都是靠人工取样送化验室化验的方式进行生产过程控制,制约了钨资源的高效利用和为高端钨材料生产提供高品质原料的能力。为此,本文以钨冶炼离子交换工艺为对象,对其进行工艺过程分析,开发钨冶炼离子交换工艺过程控制系统,为提高钨冶炼中小企业生产过程自动化水平提供途径。论文主要研究工作及结论如下。首先,介绍了钨冶炼离子交换工艺过程、工艺机理及其作业要求,分析了钨离子交换工艺机理以及过程控制功能要求;调查与分析了钨离子交换过程料液浓度的人工近似检测法——波美度检测的工作原理,并以此设计了一种波美度在线检测装置,用于过程控制的参数检测。其次,在分析钨离子交换工艺过程控制系统功能的基础上,进行了基于PLC S7-300的控制系统方案设计,并按照现场工艺流程设备由PLC控制和操作员站及工程师站构成流程的现场级控制系统、工艺流程模拟及复杂控制模型计算等则由中心计算服务器完成的思路,建立了钨离子交换工艺过程控制系统;分析了离子交换工艺的交前液与解吸剂的工艺配方要求,设计了配料专家系统;根据钨离子吸附过程穿漏时间的钨兰法人工检测原理,设计了基于神经网络的PSO优化和LS-SVM结合的PSO-LSSVM穿漏时间预测模型以及钨离子吸附终点判断法。试验分析表明基于穿漏时间预测模型的钨离子吸附终点判断准确性优于人工检测的结果,穿漏时间预测模型可作为钨离子交换工艺自动控制系统的参数检测方法。最后,根据控制系统方案设计,进行了系统的软硬件配置与选型;运用博图软件设计了钨离子交换工艺过程的相关的控制系统软件,包括触摸屏、PLC、系统组态以及系统数据通信等设计。采用了工业以太网协议,保证了各子系统之间的数据通信快速和可靠;博图软件的选用,使系统开发更高效便捷,缩短了系统开发周期。