基于西门子PLC的转炉上料控制系统设计

发布时间：2020-11-21 12:32

　　随着钢铁企业的发展,企业竞争日趋激烈,如何降低生产成本,获取最大利润将是未来企业发展的根本。在转炉炼钢工艺各个环节中,上料环节是较为关键的环节。上料系统负责为转炉钢水冶炼过程中添加各种辅原料,以生产不同的品种钢,上料系统运行的可靠性、精确性、科学性是衡量转炉炼钢自动化水平的重要指标。鞍钢炼钢厂转炉上料系统控制系统目前采用继电器、接触器控制,因现场灰尘大、温度高,环境恶劣,使控制系统在运行过程中可靠性低、故障频发,设备维护工作量大、处理故障所需时间也较长,严重影响到转炉正常生产。其次,不能对系统实现精确控制,需人工进行反复调整,造成继电器、接触器反复吸合、断开,极易损坏,增加了备件成本费用。本文设计一套转炉上料系统,通过上料皮带将转炉生产用辅原料依据生产需要运送至转炉,控制对象主体部分为九条皮带、散料布料小车、合金下料小车及下料过程中用到的振动给料器和各类阀门,使之按生产需要实现相应的逻辑功能,并在上位机监控画面对系统进行操作,实时监控系统运行状态。为实现上述功能,本文设计纯主-从系统,包含一个主站和三个从站,主站为西门子S7-400模块式PLC,从站分别为控制小车的变频器和检测上料位的ET200M。通过对系统运行所需I/O点数计算,确定模块种类及数量。系统采用PROFIBUS-DP通讯方式实现控制过程的数据传输。应用WINCC Flexible组态用户界面,用于显示系统运行过程,在PLC和HMI之间传送数据,显示发生故障时的报警状态并保存过程值和报警。西门子S7-400的多种模块可以以不同方式任意组合,从而可使控制系统设计更加灵活,满足不同的应用需求。该系统经应用后,能够较好地满足生产需要,并有效提高设备运行率,达到了预期效果。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF345
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 系统设计背景及意义
    1.2 系统设计目标
    1.3 系统设计原则
    1.4 本文研究内容
2 西门子PLC、现场总线及人机界面
    2.1 PLC工作原理及特点
        2.1.1 Siemens S7-400知识
        2.1.2 指令系统及程序结构
        2.1.3 硬件和安装
        2.1.4 STEP 7软件
        2.1.5 变频器相关知识
    2.2 人机界面组态
        2.2.1 人机界面概述
        2.2.2 现场总线PROFIBUS
    2.3 本章小结
3 系统硬件设计
    3.1 生产工艺功能分析
    3.2 上料系统PLC硬件设计
        3.2.1 散料、合金上料系统硬件设计
        3.2.2 散料下料系统硬件设计
        3.2.3 合金下料系统硬件设计
    3.3 本章小结
4 系统程序设计
    4.1 上料系统程序设计
        4.1.1 硬件组态
        4.1.2 程序编写及运行原理分析
    4.2 合金下料系统程序设计
        4.2.1 硬件组态
        4.2.2 程序编写及运行原理分析
    4.3 散料下料系统程序设计
        4.3.1 硬件组态
        4.3.2 程序编写及运行原理分析
    4.4 本章小结
5 调试与运行
    5.1 硬件系统调试
    5.2 软件系统调试
    5.3 系统运行结果
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 程序清单
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致谢

【参考文献】

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