电弧炉碳仓控制系统设计

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1、南京工学院毕业设计(论文)说明书作者：学号：系：电子信息工程系专业：电气工程及其自动化题目：电弧炉碳仓控制系统设计——下位机部分指导者：刘斌（副教授）、蔡冬林（高工）(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)2006年6月南京2002级本科毕业设计论文第64页共59页毕业设计（论文）中文摘要我国是钢铁生产大国，电弧炉冶炼是当今世界钢铁行业的主流。电弧炉冶炼时，碳氧枪的控制非常关键。本课题以淮钢集团电弧炉碳仓为研究对象提出并设计了电弧炉碳仓PLC控制系统，系统采用西门子S7-300PLC

2、，使用标准编程软件STEP7编程，通过与设计的PLC程序配合，实现对碳仓内碳粉的加压、充填及放气阀、两个加碳粉阀和炉壁三支碳枪的载气阀、喷碳阀以及三种碳粉喷入量的控制，满足冶炼过程中电炉造渣的要求。本文内容上首先对电弧炉和PTI枪作了概述，其次介绍了西门子S7-300PLC和STEP7编程软件，最后着重介绍了系统程序部分的设计。编写的程序经过调试后与上位机部分（WinCC）相连接可以设计出相应的演示界面和监控界面。关键词PLC电弧炉碳仓2002级本科毕业设计论文第64页共59页目录2002级本科毕业

3、设计论文第64页共59页1绪论………………………………………………………………………………11.1系统设计背景…………………………………………………………………11.2设计要求与设计思路…………………………………………………………22电弧炉与PTI枪…………………………………………………………………22.1电弧炉炼钢工作原理…………………………………………………………22.2电弧炉炼钢的发展现状………………………………………………………32.3PTI枪系统组成……………………………………………………

4、…………33可编程控制器（PLC）简介……………………………………………………73.1可编程序控制器的概述………………………………………………………73.2PLC的工作原理………………………………………………………………73.3PLC发展现状与趋势…………………………………………………………83.4西门子S7-300PLC……………………………………………………………83.5西门子STEP-7编程软件……………………………………………………104碳仓系统总体设计要求……………………………………………

5、……………134.1设计要求……………………………………………………………………134.2功能要求……………………………………………………………………155硬件设计……………………………………………………………………165.1硬件组态……………………………………………………………………165.2上载硬件实际组态到编程器…………………………………………………166软件设计…………………………………………………………………………196.1料仓部分的程序设计…………………………………………………………19

6、6.2运行仓部分的程序设计………………………………………………………216.3三路碳粉分配器部分的程序设计……………………………………………287程序调试…………………………………………………………………………35结论…………………………………………………………………………………36致谢…………………………………………………………………………………37参考文献……………………………………………………………………………38附录A碳仓控制系统源程序……………………………………………………392002级本

7、科毕业设计论文第64页共59页1绪论据统计，目前全世界粗钢产量的30%由电炉生产，我国电炉钢也约占总钢产量的20%2002级本科毕业设计论文第64页共59页左右。电弧炉电气运行是电炉冶炼生产最基本的保障，它关系到冶炼工艺、原料、电气、设备等诸多方面的问题，直接影响电炉炼钢生产的各项技术和经济指标，因此对其进行最佳化的研究意义重大，不但可保障冶炼工艺的顺行和充分发挥设备资源的作用，还能提高生产率，节能降耗。可编程控制器是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自

8、动化技术，计算机技术，通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。随着微处理器、计算机、网络和数字通信技术的飞速发展，工业生产自动化控制技术已扩展到了几乎所有的工业领域。应用计算机网络技术来解决工业自动化任务已逐渐成为普通的技术。可编程序控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，它已经成为当代工业自动化的主要实现工具，无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，普遍把可编程序控制器作为控制系统的核心器件。可编程序控制器在取代传统电气控制方面有