毕业设计（论文）-高炉设备自动化控制系统.doc

高炉设备自动化控制系统 毕业论文 专 业 冶金工程目前PLC 己成为工业控制的标准设备,是自动控制系统的三大技术支柱之一, 在自动控制系统的应用中,可编程序控制器占据着举足轻重的地位。 本次设计的内容是系列在熟练掌握编程及特点和出与PLC运行相一致的过程和结果，使抽象的程序一目了然地展现与眼前。 本论文所设计软件可用于PLC的模拟运行与学习，经进一步完善和扩充功能也可作为基于计算机平台控制技术的基础。-400可编程控制器和变频器，整个系统通过PROFIBUS网络和工业以太网连接在一起，完成上料、燃烧、出料、除尘等系统的自动控制。本高炉系统按功能分为五个系统： 高炉矿槽上料及炉顶系统 高炉本体系统 热风炉系统 原料供料(矿槽槽上供料)系统 净环水处理与水渣泵房系统 二、设计内容包括： 包括高炉上料系统、高炉本体系统、热风炉系统、原料供料系统、净环水处理与水渣泵房系统等五个系统的PLC设备、UPS电源、隔离器/配电器的设计。 包括高炉上料系统、高炉本体系统、热风炉系统、原料供料系统、净环水处理与水渣泵房系统等五个系统的基础自动化网络设备、工控机、系统软件等的设计，并对整个高炉基础自动化网络的整体性、完整性负责，对不属于本次设计范围的系统预留接口。 炉顶溜槽旋转（β）变频传动柜及水渣处理脱水器变频传动柜。 三、自动化系统配置　 1、上料系统、本体系统、热风炉系统、原料系统（独立）采用西门子6ES7 414-4H冗余控制系统 + ET200M进行配置。主站和IO站采用Profibus DP 通讯，并采用双IM153-2进行冗余配置。水处理系统及水渣泵房系统采用S7 400系列控制器进行配置。 2、系统编程软件采用STEP 7 5.4 SP5，画面开发、监控软件采用WINCC。 3、系统存贮器容量及I/O点数、I/O卡件、卡件插槽、均应考虑25%的富裕量,并可带电插拔,允许热更换。DI、DO要求使用DC24V 16点模块 ，AI采用8点模块，AO采用8点模块，RTD、TC采用8点模块。槽下称量采用高精度模块。 4、高炉系统HMI设置如下：上料系统共3台（中控室2台，槽下操作室1台）、热风炉2台、本体2台、工长1台、软水泵1台、原料数据1台、数据服务器2台（配双网卡，双硬盘）、编程器2台（COM口）（配适配器）。每个PLC配1套UPS（6KVA,加报警进PLC），中控配3套UPS(PLC配6KVA,工控机配10KVA)。 5、PLC柜电气DI DO 部分与仪表温度压力流量AI AO部分分柜子。 6、根据现场距离超过80米的网络配两根光缆，光纤网络交换机有冗余双路自动切换功能。 7、高炉基础自动化网络图如下：  图一：基础自动化网络图 四、控制功能说明 本系统对高炉的自动化系统进行设计。实现对高炉各个主要的工艺区域的单体设备控制、顺序逻辑控制、仪表回路控制等基础自动化级的检测和控制功能。主要的工艺区域包括高炉上料系统、热风炉系统、高炉本体系统、净环水系统、原料系统。 4.1高炉矿槽系统 本部分是指从矿槽配料到排出的过程,矿槽受料部分为槽上设备，划分为原料系统。槽下系统主要控制设备包括：给料机、振动筛、皮带机、称量设备等。 4.1.1 简要工艺描述： 1#号高炉的矿槽与焦槽布置。矿槽为排料槽，共1个：个烧结矿槽，个烧结矿槽个球团矿槽，个块矿槽，个槽；焦槽为个；在料胶带机之上设置有个小块焦槽。矿焦槽系统分散筛分、分散称量工艺流程 料批程序用来控制一批料中炉料的上料次序，并以此来控制操作的称量漏斗的配料。 4.1.3 运转要求 4.1.3.1皮带机 除焦炭配料皮带和焦丁配料皮带电子秤外，所有皮带常转。 4.1.3.2矿石部分 矿石配料的任务，是把应该装入的矿石按予定的配比和程序进行称量控制，使工作的矿石称量斗经常处于满料待机状态，等待随时向上料主皮带供料，即每当工作的矿石称量斗卸空闸门关闭后，便进行下一次配料。 矿槽分矿石槽（1B-8B号槽）及杂矿、块矿球、团矿槽（5A-10A号槽）。每个矿石槽及杂矿槽下均设有称量漏斗，每个称量漏斗可以设定为工作状态和非工作状态，处于非工作状态的称量漏斗不参与排料。 对于工作的称量漏斗，控制系统要使它经常处于满料待机状态，等待向炉顶料罐供料，即每当工作的称量漏斗卸空闸门关闭后，便启动给料设备进行下一次配料。 矿石称量漏斗运转流程：当称量漏斗料空且闸门关闭后即开始下一次称量。启动烧结矿动筛（杂矿无振动筛）和给料器，当称量达100%控制值时，给料器和振动筛停止运行。（若称量斗料重达105%控制值时发生报警信号）。此时称量斗处于满料待机状态，当有了称量斗的排料指令时，称量漏斗排料，料空后闸门关闭。上述为一个称量过程。 排料顺序：排料顺序为由近到远，依次排料。前一矿槽的称量漏斗其重