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基于工业以太网的高炉自动化控制系统设计

发布时间:2016-08-04 00:06

  本文关键词:基于工业以太网的高炉自动化控制系统设计,由笔耕文化传播整理发布。


《合肥工业大学》 2007年

基于工业以太网的高炉自动化控制系统设计

顾金晨  

【摘要】: 本文主要论述了马钢(合肥)有限责任公司3#380m~3高炉炼铁生产过程各子系统的电气及仪表自动化控制系统的硬件设计,网络结构及通讯协议,重点给出了系统功能的实现方法和控制软件的设计。 整个高炉自动化控制系统由PLC控制站、WinCC监控站和工业以太网组成,各子系统PLC通过工业以太网相连,构成一个分布式的自动化控制系统。 根据高炉生产的工艺要求,计算机控制系统采用SIEMENS公司S7-300系列的PLC和研华工业控制计算机(IPC)构成了高炉监控系统。主要完成高炉本体和热风炉参数采集、热风炉的燃烧和换炉控制、卷扬上料控制。上位机监控软件以WinCC6.0组态软件为开发工具,设计了系统的监控画面,并编制了相应的监控程序,实现了对现场过程数据的动态监视功能、历史数据的归档功能、异常信号的报警功能、现场操作的指导功能和对生产过程的控制功能等。界面友好,易于操作。 自系统投运以来,运行安全可靠,操作和维护简单,控制效果良好,提高了企业的生产能力和产品质量、降低了生产成本和工人劳动强度。

【关键词】:
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP273
【目录】:

  • 摘要5-6
  • Abstract6-7
  • 致谢7-13
  • 第一章 绪论13-16
  • 1.1 概述13
  • 1.2 高炉计算机控制的发展现状和预测13-14
  • 1.3 课题背景14
  • 1.4 系统功能概述14-15
  • 1.5 文章主要工作15-16
  • 第二章 高炉炼铁生产工艺流程16-24
  • 2.1 高炉炼铁工艺过程的复杂性16
  • 2.2 高炉炼铁生产基本流程16-18
  • 2.3 高炉本体系统18
  • 2.4 热风炉燃烧和送风系统18-22
  • 2.4.1 热风炉的工作状态20
  • 2.4.2 热风炉的燃烧策略20-21
  • 2.4.3 热风炉的换炉送风操作21-22
  • 2.5 高炉卷扬上料系统22-24
  • 2.5.1 主卷扬操作制度22-23
  • 2.5.2 探尺操作制度23-24
  • 第三章 控制系统实施方案24-33
  • 3.1 系统设计指导思想24-25
  • 3.2 控制系统总体设计方案25-26
  • 3.3 SIMATIC NET工业以太网通讯26-30
  • 3.3.1 SIMATIC NET工业以太网简介26-28
  • 3.3.2 SIMATIC NET工业以太网重要性能28
  • 3.3.3 高炉计算机控制系统网络通讯28-30
  • 3.4 系统硬件配置30-33
  • 3.4.1 高炉本体及热风炉数据采集系统硬件配置30-31
  • 3.4.2 热风炉燃烧和送风控制系统硬件配置31-32
  • 3.4.3 高炉卷扬上料控制系统硬件配置32-33
  • 第四章 各子系统主要工艺控制方案及软件设计33-55
  • 4.1 西门子PLC及编程软件STEP-7简介33-35
  • 4.2 高炉本体及热风炉数据采集系统的软件设计35-37
  • 4.3 热风炉的燃烧控制37-41
  • 4.3.1 热风炉燃烧的烟气氧含量串级比例控制法37-38
  • 4.3.2 热风炉燃烧温度串级控制法38-41
  • 4.4 热风炉的换炉和送风控制41-49
  • 4.4.1 热风炉的换炉控制41-42
  • 4.4.2 热风炉的热风温度控制42-45
  • 4.4.3 热风温度的PID调节45-49
  • 4.4.4 系统仿真结果49
  • 4.5 高炉卷扬上料控制49-55
  • 4.5.1 料批控制49-52
  • 4.5.2 编码器功能原理52-53
  • 4.5.3 料车位置控制53-54
  • 4.5.4 卷扬系统保护54-55
  • 第五章 高炉炼铁自动化人机界面设计55-62
  • 5.1 工业监控组态软件WinCC55
  • 5.2 监控画面要求55-56
  • 5.3 高炉本体监控系统软件设计56-59
  • 5.3.1 高炉本体监控画面概况56-57
  • 5.3.2 高炉本体监控软件实现功能57
  • 5.3.3 高炉工艺流程画面57-59
  • 5.4 热风炉监控软件设计59-61
  • 5.4.1 热风炉工艺流程图59-60
  • 5.4.2 热风炉燃烧和送风系统图60-61
  • 5.5 卷扬上料监控软件设计61-62
  • 第六章 结束语62-63
  • 参考文献63-66
  • 硕士期间发表论文66
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    【引证文献】

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