硅铁炉配料上料控制系统的研究与设计

摘要

在许多工业和农业生产过程中，配料过程是不可或缺的环节，因为所配物料的准确度直接影响着产品的质量，但在配料过程中，存在很多不确定的外部因素，导致配料速率和精度达不到满意的要求。因此，设计一款稳定、高效的配料控制系统具有重要意义，本文根据某公司的硅铁配料项目，分析了国内外硅铁配料系统的现状，结合该工程的一些特殊要求，对以下几方面做了深入的分析探讨：
　　（1）结合硅铁炉配料工艺特点，全面分析了给料系统、布料系统以及输料混料系统的过程控制方案，分析比对后，采用了计算机与PLC相结合的结构模式，这种方式不仅性价比高，而且灵活性好。
　　（2）称量精度和称量速度一直以来都是矛盾体，这在料斗秤的称重配料过程表现的最为明显，本文通过对料斗秤配料过程的详细分析，建立了相应的数学模型。另外，由于料斗秤配料是一个间歇的重复配料过程，这恰好符合迭代算法的应用特性。因此，本文将通过迭代学习控制算法的应用，来解决料斗秤配料精度低的问题。
　　（3）本文通过建立PLC与现场设备之间的MODBUS通讯，避免了传统控制过程中由于信号的模拟传输而引起的干扰，实现了数据的快速精准传输。
　　（4）重点分析介绍了硅铁炉配料上料控制系统的软件设计，包括模块配置、通讯方式选择及控制流程图设计。
　　（5）为了更好的与西门子PLC对接，上位机选用西门子公司的WinCC组态软件，通过上位机的组态开发与下位机的互联通信，最终实现对现场设备的集中监控，以及相关信息的查询和设定；另外通过一些控件和VBS脚本，实现了重要数据的快速查询和可视化显示。最后，采用S7-300 CPU的PN口搭建以太网连接，完成了上位计算机与PLC之间的数据传输。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题背景

1.4论文主要研究内容

1.5本章小结

第2章 配料上料控制系统总体方案设计

2.1硅铁配料上料工艺过程

2.2计量方式及称重系统方案选择

2.3控制系统总体方案的分析与选择

2.4本章小结

第3章 配料上料控制系统的硬件设计

3.1上位机选型设计

3.2下位PLC选型设计

3.3称重传感器设计选型

3.4称重仪表的选用

3.5变频器的选型

3.6电气控制系统设计

3.7本章小结

第4章 配料过程分析与控制算法研究

4.1称重过程分析

4.2称重配料过程的迭代学习控制概述

4.3硅铁称重配料过程的迭代学习控制

4.4本章小结

第5章 配料控制系统软件设计

5.1下位机软件开发

5.2控制系统的通讯设计

5.3上位机组态软件设计

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 部分电气主电路图

附录C 部分电气控制原理图