基于PLC推焦装置控制设计.docx

目录第一章 引言11.1课程设计内容11.2课程实现目标11.3课程设计的目的和意义2第二章 系统总体设计32.1系统控制要求32.2推焦系统流程4第三章 系统的硬件配置设计63.1 PLC选型及扩展63.2 低压电器选型113.3 电源设计113.4 人机接口设计12第四章 控制软件设计144.1推焦车的PLC监控系统的程序设计144.2.2 推焦车推焦梯形图174.2.3推焦车推焦速度控制20结束语22参考文献23附录124附录229第一章 引言炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和炼焦化学产品的工艺过程。冶金焦炭含碳量高，气孔率高，强度大（特别是高温强度），是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。炼焦副产的焦炉煤气发热值高，是平炉和加热炉的优良气体燃料，在钢铁联合企业中是重要的能源组分。炼焦化学产品是重要的化工原料。因此炼焦生产是现代钢铁工业的一个重要环节。1.1课程设计内容炼焦行业是一个特殊的行业。由于现场环境恶劣、连续作业、劳动密集型强、事故的突发性大等因素，使炼焦装备技术的自动化显得尤为重要。过去我国焦化工业所采用的粗放型生产控制模式己经无法满足当前的生产需要，而且生产中隐藏着许多不安全因素。如果焦车定位精度不够高，不仅影响生产的效率，在推焦的过程中也容易造成红焦落地的重大事故。所以采用精确可靠的节约型生产模式是我国焦化工业的发展方向，也是摆在科研工作者面前的一个重要课题。推焦车采用PLC控制、液压传动，并且增加了头尾焦处理、余煤回送、炉门炉框清扫等。该系统的结构主要包括两部分：定位与连锁系统和通讯系统。其数字定位系统是通过数据网络并行交互来控制焦炉机车变频器，从而控制机车以一定的速度运行；无线通信采用频率范围为420～470MHz的高频无线通讯。现在，国内四大焦车的装备水平有了很大的改进，大型焦炉四大焦车的机械自动化和电气自动化已相当完善，实现四大车炉号识别和精确定位的技术手段也基本成熟。但是，由于工业现场的特殊环境和机械设备的制约，炉号识别存在的主要问题是某些方法的可靠性有待进一步提高，在实现该技术的同时还应该尽量降低设计成本；而停车精确定位的自动化控制并不十分理想，主要体现在对正精度不高，仍需机车司机手动进行位置的多次调整，人工的参与大大降低了自动控制的效率；并且国内设备的改造投资高，运行成本高、总体水平低，从而导致系统的稳定性差。1.2课程实现目标近几年随着无线数据传输技术、计算机技术、控制技术、安全保障技术的不断发展，焦车生产的无人化已经被越来越多的研究学者所关注。焦车今后的重要发展趋势，不仅要求车辆具有精确和快速的定位设备，还需要满足其他要求。譬如焦车本身要具有安全可靠的自动控制技术，高度安全的四车连锁，稳定可靠的无线传输保障，人身和设备的保障措施，自动安全的信息管理系统作为支撑。有些国家在熄焦车上已经实现了无人驾驶技术。1.3课程设计的目的和意义本课题的主要内容是通过PLC的控制来实现工业过程中的推焦自动化。本文主要内容包括以下三个方面:第一、推焦车运行是四大焦车运行控制中最重要的一个环节，它是精确定位系统的基础，也是推焦、拦焦的必要前提。本文采用的是互锁来实现电机的安全正常运行。第二、推焦电机的转速是通过变频器MM440实现的。它使电机的速度调节更快速和节能，同时也保证了电机的安全运行。第三、推焦炉门的控制是通过液压泵来控制其运动，电磁阀控制控制液压油的运动方向，行程开关保证炉门运动可靠性，使得门的运行更加安全可靠。第二章 系统总体设计2.1系统控制要求 推焦车PLC控制系统由计算机、可编程控制器(PLC)、行程开关、变频器MM440、液压泵、液压阀、PLC扩展模块、制动电机和风机等组成。系统通过操作台、行程开关上的开合实现PLC的信号输入，通过PLC的信号输出实现对变频器的控制和液压阀的控制，通过变频器的输出信号控制电机运行。整个系统在各个部分的紧密结合下实现对推焦电机的安全有效控制。设计上从安全、可靠、方便简洁原则出发系统控制分2个层次：1.操作台控制 在工作人员的控制操作台上，有控制推焦车所有运行状态的按钮和各个运行状态提示灯。操作台控制为工作人员提供了简单、快捷、安全的操作平台，使推焦车的控制更方便、安全的运行。2.配电柜中心控制在配电柜里，也有推焦车运行状态的提示灯和控制按钮。配电柜控制为工作人员的检修、维护、调试提供了方便快捷的操作平台，使推焦车的检修、维护更加方便。控制功能：1.推焦车走行启动推焦车的走行启动是利用PLC控制MM440变频器，实现推焦车走行的前后运动和走形速度的控制。2.推焦车走行停止推焦车走形停止方式包括：正常停止、故障停止、紧急停止。3.推焦车走行控制系统和焦炉门的