PLC在高炉控制系统中的应用

摘要

可编程序控制器(PLC，Programmable Logic Controller)因其高可靠性和较高的性价比，而在工业控制中被广泛应用。监控组态软件也是自80年代后期伴随个人计算机的普及而迅猛发展起来的。它以其具备的实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠等特点而具有很强的实用价值。
　　 本文结合广西康密劳铁合金有限公司的1＃高炉控制系统的工艺改造项目，设计了高炉本体系统、槽下配料系统和热风炉系统这三个系统。文中在对三个系统分别介绍之余，着重于对后两个系统的阐述。该项目采用的是德国Siemens公司的S7-300系列PLC，运用与之相配的STEP7编程软件，通过LAD编程语言编制了下位机的控制程序，从而使该槽下配料系统可以按要求自动完成配料、称量、装料全过程，并自动实现称量补偿，热风炉系统可以按要求自动完成燃烧、闷炉和送风三个过程。系统采用了同是Siemens公司的WinCC工控组态软件对上位机监控软件组态，实现现场数据实时记录和监控，设计了实时称重、记录查询、报警、实时模拟等具有Windows风格的动态操作画面。PLC和设置在高炉值班室的工控机组通过快速以太网方式进行连接。
　　 通过PLC在1＃高炉控制系统的应用，提高高炉运行效率和自动化水平，优化全厂生产管理的模式。这种模式的基本思路是以技术先进、性能可靠、全厂一体化的控制系统为基础，以各种先进控制策略、全面优化的控制方案、成熟规范的运行维护为手段，最终全面增强企业的整体素质，提高产品的品质，降低生产经营成本。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1生产过程控制系统的综述

1.2关于可编程控制器的综述

1.2.1可编程控制器的产生

1.2.2可编程控制器的工作原理

1.2.3可编程控制器的特点和优势

1.2.4我国目前PLC的应用现状

1.3高炉自动化的必要性

1.4改造前的设备和运行现状

2高炉PLC系统的总体设计方案

2.1系统概貌

2.1.1高炉生产工艺概述

2.1.2系统的设计目的和功能

2.1.3系统构成

2.2高炉PLC系统选型及配置

2.2.1西门子S7-300的选型

2.2.2操作员站的选型及配置

2.2.3工程师站配置

2.2.4系统软件配置

2.2.5系统网络配置

2.3系统功能开发

2.3.1数据采集

2.3.2模拟控制

2.3.3开关量控制

2.4本章小结

3基于STEP 7的高炉控制系统设计

3.1高炉系统PLC简介

3.1.1 S7-300系列PLC概况

3.1.2 PLC的中央处理器CPU 315-2DP

3.1.3 ET200M I/O站

3.1.4 32路数字输入模块SM321

3.1.5 32路数字输出模块SM322

3.1.6 8路模拟量输入模块SM331

3.1.7 PLC系统供电容量计算及接地说明

3.2高炉上料系统的PLC设计

3.2.1上料设备及工艺过程分析

3.2.2称量自动补偿控制算法

3.2.3自动称量补偿子系统的PLC软件实现

3.3高炉卷扬上料系统的PLC设计

3.3.1料批控制

3.3.2编码器功能原理

3.3.3料车位置控制

3.3.4卷扬系统保护

3.4热风炉系统的PLC设计

3.4.1热风炉简介

3.4.2热风炉换炉自动控制

3.4.3热风炉的自动控制

3.5本章小结

4组态软件WinCC在系统中的具体应用

4.1工业监控软件WINCC概述

4.2监控画面的要求

4.3高炉本体监控系统界面的设计

4.3.1高炉本体监控软件实现功能

4.3.2高炉本体流程图画面设计

4.4热风炉监控软件设计

4.5高炉上料监控软件设计

4.5.1高炉上料软件实现功能

4.5.2高炉上料流程图画面设计

4.5.3高炉上料报表设计

4.6本章小结

5控制系统的通讯实现

5.1工业以太网概述

5.2现场总线Profibus工作原理

5.2.1 PROFIBUS现场总线介绍

5.2.2 Profibus的功能

5.3工业以太网信号与系统监控软件之间的桥梁——OPC

5.3.1 SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件

5.3.2 SIMATIC NET工业以太网网络部件

5.3.3 SIMATIC NET工业以太网的拓扑结构

5.3.4 SIMATIC NET工业以太网通信处理器

5.3.5 SIMATIC NET工业以太网软件

5.4本章小结

6结论

致 谢

参考文献