基于WinCC与PLC的100吨LF炉控制系统研究

发布时间：2017-05-20 13:26

  本文关键词：基于WinCC与PLC的100吨LF炉控制系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【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
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF769.2;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 国内外LF精炼技术发展与现状10-11
• 1.2 LF精炼工艺与控制技术的发展趋势11-12
• 1.3 LF炉控制系统研究的意义12-14
• 1.3.1 项目背景12
• 1.3.3 研究内容12-14
• 第2章 LF构成及工艺过程简介14-22
• 2.1 工艺流程15-16
• 2.2 主体设备16-21
• 2.2.1 机械设备16-17
• 2.2.2 介质系统17-19
• 2.2.3 辅助设备19-20
• 2.2.4 三电设备20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 LF炉控制系统构成22-28
• 3.1 系统组成与设计原则22-23
• 3.2 系统功能及选型23-24
• 3.3 自动化系统组成24-26
• 3.3.1 电极升降调节系统25
• 3.3.2 LF炉本体设备控制系统25
• 3.3.3 加料控制系统25-26
• 3.3.4 LF计算机操作站（HMI）26
• 3.4 主要电气联锁条件26-27
• 3.5 本章小结27-28
• 第4章 电极调节控制系统研究与设计28-47
• 4.1 工作原理28-33
• 4.1.1 电极调节系统模型29-31
• 4.1.2 合理工作点的选择31-33
• 4.2 冶炼参数及电极控制33-43
• 4.3 电极控制WINCC软件组态设计43-46
• 4.3.1 主控界面的组态44
• 4.3.2 组态界面说明44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 底吹氩过程的氩气流量控制47-58
• 5.1 氩气系统组成及技术要求47-49
• 5.2 氩气流量控制方案的选定49-57
• 5.2.1 定位器的工作原理50
• 5.2.2 控制方案的选定50-51
• 5.2.3 PID控制算法及作用51-53
• 5.2.4 PID控制作用的实现53-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 钢包车控制系统研究与设计58-63
• 6.1 钢包车组成58-59
• 6.2 钢包车运行控制方案59-62
• 6.2.1 矢量变频控制器调速原理59-60
• 6.2.2 钢包车控制PLC设计60-62
• 6.3 本章小结62-63
• 第7章 合金加料量研究及控制63-69
• 7.1 合金加料量模计算模型64-65
• 7.2 合金加料量控制方式研究65-68
• 7.3 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 作者简介74-75

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