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基于PLC的高炉自动化控制系统设计

作　者: 廖志刚
导　师: 温阳东
学　校: 合肥工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 高炉 PLC 工业以太网
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文主要论述了安钢5#高炉炼铁生产过程自动化控制系统的硬件设计、网络结构,并重点阐述了系统功能的实现方法和监控软件的设计。高炉自动化控制系统由PLC控制站、WinCC监控站和工业以太网组成。通过工业以太网完成对高炉本体和热风炉参数采集、热风炉的燃烧和换炉控制等高炉工作流程控制,以及控制站和监控站之间的通信。该系统设计了监控画面,编制了监控程序,并实现了对现场过程数据的动态监视功能、历史数据的归档功能、异常信号的报警功能、现场操作的指导功能和对生产过程的控制功能等。该控制系统充分发挥了PLC配置灵活、控制可靠、编程方便和操作维护简单的优点,已在生产线上得到应用,运行安全可靠,控制效果良好,完全满足了现场工艺的要求,且监控界面友好,操作简单方便、结构清晰。该系统提高了企业的生产能力和产品质量、降低了生产成本和工人劳动强度,实现了良好的经济和社会效益。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章 绪论  12-17
  1.1 概述  12
  1.2 高炉控制技术的发展现状  12-16
    1.2.1 近年来国外高炉控制技术的发展  12-15
    1.2.2 近年来我国高炉控制技术的发展  15-16
  1.3 课题背景  16
  1.4 文章主要工作  16-17
第二章 高炉炼铁生产工艺流程  17-30
  2.1 高炉冶炼基本原理  17-20
    2.1.1 高炉内的基本状况  17-19
    2.1.2 还原反应  19-20
  2.2 高炉稳定运行的标志和条件  20-22
    2.2.1 高炉稳定运行的主要标志  20-21
    2.2.2 高炉稳定运行的基本条件  21-22
  2.3 高炉控制的复杂性  22-23
    2.3.1 炉温控制与温度控制的区别  22
    2.3.2 炉温控制与炉况控制的区别  22-23
  2.4 高炉本体系统  23-24
  2.5 热风炉工艺流程  24-30
    2.5.1 热风炉的工作原理  25-26
    2.5.2 热风炉的主要类型  26-27
    2.5.3 热风炉的工作状态  27
    2.5.4 热风炉的换炉操作  27-28
    2.5.5 热风炉的操作方式  28-30
第三章 控制系统总体方案设计  30-40
  3.1 系统设计指导原则  30-31
  3.2 控制系统组成  31-32
  3.3 控制系统通信实现  32-37
    3.3.1 SIMATIC NET 工业以太网概述  32-34
    3.3.2 Profibus 现场总线的概述  34-36
    3.3.3 控制系统网络通讯  36-37
  3.4 系统硬件配置  37-40
    3.4.1 高炉本体部分硬件配置  37-38
    3.4.2 热风炉部分硬件配置  38-40
第四章 PLC 控制系统软件方案及设计  40-50
  4.1 西门子PLC 控制软件概述  40-44
    4.1.1 PLC 的简介  40
    4.1.2 PLC 的特点  40-41
    4.1.3 PLC 的工作原理  41
    4.1.4 PLC 的发展  41-43
    4.1.5 西门子 STEP 7 软件简介  43-44
  4.2 高炉本体 PLC 软件设计  44-46
  4.3 热风炉系统 PLC 软件设计  46-50
    4.3.1 热风炉系统主要功能  46
    4.3.2 热风炉系统程序模块  46-47
    4.3.3 热风炉系统自动换炉控制  47-48
    4.3.4 热风炉系统单炉控制  48-50
第五章 控制系统监控软件设计  50-55
  5.1 工业监控组态软件 WinCC 概述  50
  5.2 高炉本体监控系统软件设计  50-53
    5.2.1 高炉本体监控画面概况  50-51
    5.2.2 高炉本体监控软件实现功能  51
    5.2.3 高炉工艺流程画面  51-53
  5.3 热风炉监控软件设计  53-55
    5.3.1 热风炉监控图  53
    5.3.2 热风炉燃烧和送风系统图  53-54
    5.3.3 热风炉温度趋势图  54-55
第六章 结束语  55-56
参考文献  56-58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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