电石炉的PLC冗余控制系统设计与实现

摘要

电石，化学名称碳化钙是有机合成化学的重要原料之一，作为煤化工的中间产品，广泛应用于医药、冶金、农业、化工等领域，服务于国民经济发展。电石炉是作为工业制备电石的电石炉工程的核心部分，利用电极的电弧热和电阻热使焦炭和石灰在高温下反应制得电石。本文所研究的电石炉冗余控制系统在原有电石炉常规控制系统基础上，搭建了新的控制网络结构，增添了硬件配置，提高了设备可靠性，具有实用意义。 本文在阐述电石炉控制系统发展现状的基础上，通过对电石炉炉体生产工艺流程进行分析和详细研究，针对其工艺特点、流程顺序对其各部分，包括电极自动压放、电极自动升降、原料自动输送编制控制逻辑图，制定了满足工艺要求的两种控制方案：继电器-接触器控制和变频调速控制。根据控制方法绘制驱动回路单线图，设计出控制系统的电路图纸，并依照元件选型样本选择符合本系统要求的传动和低压元器件。学习研究冗余系统特性及软硬件基础，利用CP443-1作为硬件基础插入各控制子站机架中，搭建H系统以太网结构，实现软、硬件双冗余。从控制角度，分为五大系统：液压系统、电极系统、风机系统、皮带系统、配料系统，三种操作模式：维修操作模式、远程手动操作模式、自动操作模式对PLC系统主、子站进行详细硬件设计，利用STEP7软件编程实现及Wincc上位机画面制作。并制作了基于Wincc、DataMonitor的生产数据管理系统，实现了对生产数据的自动采集，数据处理，自动生成报表，并存档可定期追溯查看。 本论文设计实现的冗余自动化控制系统中先进的硬件控制设备、网络设备、分布式结构和友好的操作可满足电石炉主体控制系统自动化、现代化、实时化的要求。论文所述内容已经成功应用到实际项目中，经过现场调试，设备运行良好、稳定。收到了用户的肯定，取得了良好的应用效果。

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参考文献范例

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