基于wincc与plc的100吨lf炉控制系统研究

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5、：马学东教授工作单位：辽宁科技大学答辩委员会主席：宋华教授工作单位：辽宁科技大学Researchof100tLFFurnaceControlSystemBasedonWinCC&PLCAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyZhangYonghui(MechanicalDesignandTheory)Supervisor:Prof.SongHuaJanuary18，2016辽宁科技大学工程硕士论文摘要基于WinCC与P

6、LC的100吨LF炉控制系统研究摘要LF钢包精炼炉是国内外最为常用的炉外精炼方式，钢包炉一般使用三相交流电弧加热。针对某钢厂100t的LF炉进行了控制系统的研究与设计，采用计算机控制系统，设计了基于S7-400与300系列PLC及WinCC的分布式控制系统。PLC主要实现对冶炼过程的控制，WinCC组态软件完成上位机监控软件组态，实现对工业现场的数据实时记录和监控。在研究中，就LF的特点、组成以及相关控制系统进行了分析与研究。LF炉的基础级控制包括：电极升降自动调节系统、氩气监控系统、冷却水监控系

7、统、钢水测温系统、LF炉本体设备控制系统（钢包车行走控制、液压系统控制、喂丝机控制等）、加料控制系统。当电极进行加热时，钢水加热速度依靠加热电流的大小决定，选择合适的电极工作点尤为重要，因此电极升降控制系统是整个控制系统的关键。通过对起弧电流的监测，根据电极工作的弧区采用不同控制速度进行电极工作点的控制，能很好解决电极升降这个随机干扰十分严重的非线性系统。同时在精炼过程中的吹氩搅拌过程也是一个重要环节，因此针对吹氩系统的组成及控制进行了分析，并采用PID控制算法实现对氩气量的控制。针对钢包车的运行

8、特点进行了分析，采用变频器控制运行速度防止钢包车在停止时因为惯性导致钢水飞溅出去。合金加料量决定了精炼之后钢的品质，因此精确控制加料量十分重要。在加料过程中对加料量进行了分析，并采用超前调整法减少加料偏差，精确控制加料量。该研究成果已在现场得到实际应用，应用效果良好。关键词：LF炉，电极，WinCC，PLC，超前调整I辽宁科技大学工程硕士论文AbstractResearchof100tLFFurnaceControlSystemBasedonWinCC&PLCAbstractTTh