铁厂综合配料自动控制系统设计论文本科论文Word文档格式.docx

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PLC和设置在操作室的工控机组通过PPI电缆组成一个混合型的工业控制系统，发挥上级工业PC和下级PLC各自的优势。

关键词：

配料，自动控制，软件组态，可编程逻辑控制器

TheautomaticcontrolsystemdesignofIronworks’batching

ABSTRACT

Thetaskresearchesironworksautomaticingredientcontrolsystemdesign.InthetitleofdesignedtheControlsystem.ReferringtoalotofcorrelationliteraturedomesticandoverseasWecombinemodernblastfurnace'

scontroltechnicalanddevelopingtrend,aswellastheenterprise'

sactualstatus.Inthepreconditionoftrailingtheinternationalmoderntechnical,wepresentedmoderateadvancedtechniqueandfitourcountrystatus.Therebyitobtainsthebestpercentofperformanceandprice.

WiththeSiemensPLCS7-200andthecorrespondingprogrammingsoftwareSTEP7thathelpsincontrolsoftwareprogramming,theproportioningsystemmeetstherequirementsofautomaticproportioning,weighing,loadingandweightcompensating.

Thedesignworkuseskingview,thatisaproductfromYakong.Toconfigurethesupervisorsoftware.Realizingthereal-timedata-logging,supervisingandcontrolling,aswellasvariousvisualHMIwithWindowsfeaturessuchasreal-timeweighing,recordchecking,alarming,dynamicsimulation.

PLCandtheIPCSintheschedulerroomarelinkedtogetherViaProfibustoformahybridindustrycontrolsystem,inordertosnakeprofitoftheuniquemeritsofPLCandIPC.

Keywords：

batching，automaticcontrol，Softwareconfiguration，plc

引言

在建筑、化工、食品、冶金等行业中，配料是其生产过程的重要组成部分，它影响着产品的质量甚至决定着产品的性质，这一点已越来越引起人们的重视。

高炉配料过程的生产方式经历了从采用经验的估量式生产到简单的计量式低精度生产，再到现在的高精度计量式生产这三个过程，而且自动化程度也越来越高。

所以，研究和开发高炉自动化上料监控系统具有很高的实用价值。

二十一世纪，钢铁产品仍将是人类社会最主要的不可替代的结构材料和产量最大、覆盖面最广的功能材料。

世界冶金工业结构调整步伐加快，生产的重心将由发达国家向发展中国家转移。

目前我国正处在工业化进程中，国民经济各部门的持续、快速发展和产业升级对钢铁产品的品种、质量提出了更高的要求。

加快我国冶金工业的结构调整，将具有重要意义。

就我国目前情况而言，钢铁企业自动化发展程度参差不齐，大型企业自动化程度相对较高，而对于中小企业，由于资金和技术问题，设备普遍比较落后，自动化程度普遍偏低。

因此，尽快研制开发适合我国国情的配料自动控制系统并投运市场，具有广泛的市场前景。

另外，对于我国钢铁企业的发展，也具有重要的推动意义。

本论文正是在宁夏鑫钢发源冶金炉料有限公司的一个实际工程项目的背景下撰写完成的，该项目主要负责冶金过程中的配料工作。

众所周知，在冶金过程中，不同种类、不同质量的原料混合冶炼出的钢水质量也是不同的。

那么，要根据冶金工艺要求，冶炼出符合实际要求的钢水，配料是具有决定意义的一环。

尤其是对于广大中小型钢铁企业，限于自身规模条件，他们不可能有自己的设备研发队伍，那么，在这种条件下，他们要提高产品质量、工作效率以及企业效益，最好的方法就是有专门的自动化冶金设备公司为其提供相关设备。

本论文是在这样的背景下完成的。

该项目是宁夏鑫钢发源冶金炉料有限公司冶金生产线上配料系统的改造项目，原控制系统采用微机+通信系统+数据采集装置构成的计算机控制系统，其控制界面和控制程序都是在计算机DOS环境下开发完成的，这也是目前广大中小型企业正在应用的配料控制系统，原系统存在一些明显的缺点：

⑴人机界面不友好，对于非专业人员熟练操作应用该系统有一定的难度。

⑵系统可维护性差，由于对现场信号的采集、处理采用的是板卡等一些与微机相连的集成电路，因此，对于局部小故障的维修都需要较长时间，而且维修起来比较复杂，成本也较高。

⑶抗干扰性差，由于控制系统自身没有相应的抗干扰措施，而现场环境都比较恶劣，除去运行系统所处环境差以外，一些大功率设备的启动，运行阶段，往往也会造成诸多故障，比如在大电流干扰下出现飞程序、控制器与现场仪表无法正常通信等等。

⑷联网能力差，在DOS环境下开发的控制系统，在与其他计算机进行联网通信时比较困难，无法满足当前集生产与管理于一体的控制要求。

在科技为主要生产力的今天，企业间的竞争无疑已成为先进的生产技术之间的竞争。

旧配料系统已无法满足当前生产要求，为提高企业生存能力，对该系统的改造势在必行。

改造后，我们采用工控机+PLC所组成的集散控制系统，上位机主要完成生产管理工作，而下位机PLC主要负责实际配料中的过程控制。

这样，改造后的配料系统除克服了旧系统的缺点外，最大的优点就是成本不高、便于推广。

由于该系统的用户多为中小型企业，考虑到他们自身的经济情况，我们在设计过程中就本着经济实用的原则，从产品选型到系统配置，除了考虑满足生产需求外，主要考虑的问题就是成本问题，这样整个系统设计下来，既保持了适度的先进性，与国内外同类产品相比不落窠臼，又严格控制了改造成本，从而获得相当高的性价比。

这对于我国广大中小企业提高生产力，增强自身竞争能力，都是十分值得借鉴的。

本论文主要分五章详细介绍了该配料系统，目前，该项目（宁夏鑫钢发源冶金炉料有限公司配料系统改造项目）的第一阶段任务已经完成，即已经完成了实验室的联机调试，包括PLC与所有外设的连接，以及程序调试。

由于本设计时间所限，现场调试部分已无法跟进。

本设计得到了我的指导老师佟威老师（也是工程负责人）的大力帮助，限于本人知识水平有限，设计中可能存在诸多不足，还请各位老师不吝赐教。

1绪论

1.1概述

随着经济的不断发展与生产规模的不断扩大，微机技术己经并继续在改变着世界。

以微机技术为基础的可编程控制器也正在改变着工厂自动控制的面貌。

近30年来，随着科学技术的迅猛发展，可编程控制器以其可靠性极高、能经受恶劣环境的考验、使用及其方便的巨大优越性，迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。

当前，在我国广大工矿企业中，与技术改造相配合，正在兴起广泛应用可编程控制器的热潮。

其发展之势恰如数年前个人计算机在我国的迅速推广一样，方兴未艾，如火如荼。

在建筑、化工、食品、冶金、饲料等行业中，配料是其生产过程的重要组成部分。

这些行业工作环境恶劣、灰尘大、电网电压波动大，且组分多、生产线长、控制过程复杂，要求配料系统具有控制可靠、配料精确、抗干扰能力强等特点。

由于多年实施计划经济等客观原因，目前我国这些行业大多装备简陋、设备陈旧、生产管理落后、技术含量低，而且大都以半自动甚至手动控制为主，生产不规范。

可编程控制器应用范围广，软、硬件种类多，其主要应用领域有:

（1）过程控制领域;

（2）网络功能的扩展;

（3）智能输入输出模块;

（4）智能控制;

（5）增强外部故障检测能力。

可编程控制器与个人计算机、图形工作站、小型机等相结合，可实现屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能亦即实现了分散型控制系统的功能。

可编程控制器的不断兴起，使越来越多的工程人员认识到它的优越性。

对于当今的可编程控制器来说，凡是需要控制系统存在的地方，就需要可编程控制器。

目前来说，可编程控制器主要应用于有大量开关和少量模拟量的控制系统方面。

小型可编程控制器主要应用于单机自动化，而大型可编程控制器则是自动生产线不可缺少的部件。

铁厂配料自动控制系统的槽下自动上料控制系统就是利用可编程控制器来实现的。

随着市场的转变和工业生产的不断发展，由继电控制盘所构成的控制电路远远不能满足生产要求。

因为它体积大、耗电多、可靠性低，所以势必被维护方便、可靠性高、体积小、编程方便、成本可观的可编程控制器所替代。

我们本次设计的槽下自动上料控制系统就是采用此种可编程控制器—S7-200系列，它不仅可靠性高，而且操作、修改、扩展极为方便，提高了系统的功能与性能。

本设计从掌握和规划工业自动控制系统入手，重点介绍如何实现下位机的自动上料问题，明白自动上料的控制工艺和过程，熟悉如何利用可编程控制器进行编程，从而做到系统完善与全面实现。

1.2配料系统开发的必要性

高炉上料自动控制系统这一项目为冶金行业高炉炼铁生产的主要工序，是高炉冶炼必不可少的至关重要的环节。

它的水平高低直接影响到生铁的产量和质量，直接反映出企业的自动化水平和企业的管理水平。

据不完全统计，目前我国大小高炉3200多座，绝大部分是350立方米以下的高炉。

据此，尽快研制开发适合我国国情的该系统并投运市场，具有广泛的市场前景。

随着国民经济的迅猛发展，特别是钢材需求量的增加，生铁的需求量远远不能满足需要，因此全国各地各种规模的高炉应运而生，最近几年呈上升趋势。

我国大型钢铁企业都有自己的队伍，针对本企业的高炉生产的特点，不断的改造完善上料自动控制系统，但近几年新建的炼铁厂或者小炼铁厂，自己不具备自行设计安装调试或更新改造的能力，故寻求专业生产厂来解决这一问题，因此专门从事高炉上料自动控制系统的生产厂家应运而生。

1.3配料系统的主要组成部分

高炉上料自