毕业设计（论文）-高炉设备自动化控制系统

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1、高炉设备自动化控制系统毕业论文专业冶金工程学号学生姓名指导教师高炉设备自动化控制系统摘要目前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。本次设计的内容是在西门子S7400系列编程软件及WinCC6.2编程环境下对高炉设备自动化系统进行的编程设计及上位机控制画面设计。在熟练掌握S7400梯形图编程及特点和WinCC上位机编程的前提下，对该系统进行全面设计，反复试验。在WinCC画面窗口中显示出与PLC运行相一致的过程和结果，使抽象的程序一目

2、了然地展现与眼前。本论文所设计软件可用于PLC和WinCC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。一、概述：此次高炉控制系统的总体技术方案是以高性能工业微机、可编程序控制器（PLC）为核心系统而构成的全分布式网络结构；根据同类钢铁企业所应用的成功经验，结合芜湖新兴铸管公司1#1080高炉实际所进行的高炉自动化系统设计。该项目的自动控制系统和传动控制系统采用德国西门子公司的S7-400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、

3、除尘等系统的自动控制。本高炉系统按功能分为五个系统：1、高炉矿槽上料及炉顶系统2、高炉本体系统3、热风炉系统1、原料供料(矿槽槽上供料)系统2、净环水处理与水渣泵房系统二、设计内容包括：1.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。2.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

4、不属于本次设计范围的系统预留接口。3.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6ES7414-4H冗余控制系统+ET200M进行配置。主站和IO站采用ProfibusDP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S7400系列控制器进行配置。2、系统编程软件采用STEP75.4SP5，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,

5、并可带电插拔,允许热更换。DI、DO要求使用DC24V16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DIDO部分与仪表温度压力流量AIAO部分

6、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

7、等。4.1.1简要工艺描述：1#号高炉的矿槽与焦槽双排布置。矿槽为单排料槽，共18个：4个大粒烧结矿槽，4个小粒烧结矿槽，2个球团矿槽，2个块矿槽，2个杂矿槽；焦槽为4个；在槽下配料胶带机之上设置有1个小块焦槽。矿焦槽系统的烧结矿采用槽上筛分分级入炉，槽下分散筛分、分散称量工艺流程。4.1.2高炉装料制度按C↓O↓基本装料制度考虑，每个字母代表1个料批的称量漏斗的料。焦批由3个槽下称量斗组成一批，矿批由4~5个称量斗组成一个料批，每个料批包括炉顶的1罐焦炭和1罐矿石，焦炭与矿石分开装，先焦炭，后矿石。正常焦批重为8.5

8、吨，相应的矿批重为42.7吨。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