基于PLC的电液动煤塔放料装置控制系统设计

摘要

煤塔是炼焦生产中用于存放煤原料的筒仓，通过电液动煤塔放料装置将煤原料输送给装煤车。电液动煤塔放料装置控制系统的可靠性决定了炼焦工序的生产效率。
　　近年来，随着可编程序控制器(PLC)控制技术的普及，国内焦化行业设备自动化程度大幅提高。而国内的焦化工程设计中电液动煤塔放料装置控制系统仍然沿用继电器控制系统，该控制系统可靠性差、故障率高、维护困难，已严重制约焦化行业生产效率的提升。
　　经过调查研究，确定了基于PLC的电液动煤塔放料装置控制系统设计的课题。本课题是PLC技术应用于电液动煤塔放料装置的一次成功尝试。系统通过检测装煤车是否位于受煤区域及系统操作模式是否为自动模式等，以确定放料装置是否具备打开的安全联锁条件。在联锁条件满足的情况下，当装煤车发出放料装置打开的指令时，控制放料装置打开，当装煤车发出放料装置闭合的指令时，系统控制放料装置闭合。放料装置闭合后，控制系统检测各装置的闭合限位信号是否已反馈，同时利用分析程序分析各放料装置是否具备已闭合的逻辑条件，在逻辑条件满足且所有闭合限位信号均已反馈的情况下，向装煤车发出行车的允许指令。放料装置未闭合时如果装煤车意外离开受煤区域，系统自动强制放料装置闭合，防止煤塔漏煤恶性事故发生。
　　基于PLC的电液动煤塔放料装置控制系统选用西门子S7-300系列PLC作为控制器，选用STEP7作为编程软件，WinCC作为上位机组态软件。实现了自动控制、上位机监控、操作信息记录、故障报警记录等功能。自2012年1月投产至今，系统运行稳定，故障率低，取得了非常好的应用效果。
　　电液动煤塔放料装置PLC控制系统的应用成功，改变了国内电液动煤塔放料装置单纯依靠继电器控制系统的现状，填补了电液动煤塔放料装置控制领域的空白，提升了国内焦化行业的设备自动化水平。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 课题的主要工作

2 理论基础

2．1 PLC的产生与特点

2．1．1 PLC的产生

2．1．2 PLC的特点

2．2 PLC的结构、工作原理及主要性能指标

2．2．1 PLC的结构

2．2．2 PLC的工作原理

2．2．3 PLC的主要性能指标

2．3 PLC的发展趋势

2．4 西门子S7-300PLC的编程软件STEP7

2．4．1 STEP7概述

2．4．2 STEP7软件的通信设置

2．5 西门子S7-300PLC的人机界面软件WinCC

2．5．1 WinCC概述

2．5．2 WinCC软件的通信设置

3 设计方案概述

3．1 主控制器的选择

3．1．1 基于继电器的放料装置控制系统的功能缺陷

3．1．2 基于PLC的放料装置控制系统的功能优势

3．2 系统的控制思想

3．2．1 系统的控制流程

3．2．2 程序的高级功能

3．2．3 系统的配置要求

4 控制系统设计

4．1 控制系统整体结构

4．2 PLC控制系统硬件选型及组态

4．2．1 输入输出通道数量核算

4．2．2 PLC硬件选型

4．2．3 PLC硬件组态

4．3 PLC控制系统电路设计

4．4 PLC控制系统程序设计

4．4．1 程序结构

4．4．2 变量定义

4．4．3 程序设计

4．5 TCP／IP协议下软件的通信原理及通信设置

4．5．1 TCP／IP协议下软件的通信原理

4．5．2 软件通信设置

4．6 人机界面制作

4．6．1 人机界面概述

4．6．2 定义变量标签

4．6．3 操作画面制作

4．6．4 在线运行的上位机监控画面

结论

参考文献

附录 PLC控制系统变量定义

致谢