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氩氧精炼铁合金生产过程DCS系统的设计

作　者: 艾丽娇
导　师: 张德江
学　校: 长春工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: DCS 铁合金氩氧精炼配料系统
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 93次
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内容摘要

我国人口众多,因此能源资源相对不足。而且我国正处于工业化、城镇化加快发展的重要阶段,能源消耗强度随之加大。因此,能源已成为制约经济社会发展的主要瓶颈。加大节能降耗力度,既是缓解我国能源资源约束的根本出路,也是促进经济又快又好发展的重要保障。而加大企业节能降耗力度,既是全社会节能的关键所在,也是提高企业自身竞争力的客观需要。本文的主要目的是针对中钢集团吉林铁合金股份有限公司八分厂的铁合金生产过程,构建集成节能控制系统。通过建立DCS控制系统,对氩氧精炼铁合金生产过程中的主要设备进行优化调度与节能控制,以实现系统的综合节能。首先,本文对铁合金的生产工艺进行了简单介绍,提出了采用氩氧精炼法进行铁合金的生产,并通过三种控制系统的比较,阐述了冶金过程采用DCS控制系统的原因,对DCS控制系统进行概述。其次,对铁合金生产过程进行DCS控制系统的设计。由于八分厂的铁合金生产规模较大,控制过程多而复杂,在本文中不能将其整个控制系统的设计过程一一详述。因此,根据八分厂的自动控制概况及控制要求,本文仅针对碳铬炉的主控部分、配料部分及布料部分进行DCS系统的设计,将浙大中控自动化有限公司的SUPCON JX-300 DCS作为铁合金生产过程的控制系统,并通过对各部分的工艺流程进行分析,分别对主控制站、配料控制站及布料控制站进行硬件配置和网络结构的设计。系统主控部分采用与SUPCON JX-300 DCS控制系统相配套的控制站,配料部分和布料部分都采用罗克韦尔公司的Allen-Bradley CompactLogix 1769 PLC进行控制。再次,由于配料系统是整个生产过程中的首要控制环节,对最终的产品质量有着很大的影响,因此,本文对配料系统进行了详细的设计分析,并简述了影响系统配料精度的原因,提出了配料系统误差的补偿方法。最后,对全文进行概括和总结。通过本论文的研究与技术方案的实施,可以有效提高铁合金生产控制系统的自动化水平,提高系统的控制精度和能源利用效率,降低系统的排渣量和生产成本,从而提高企业竞争力,并达到节能降耗的目的。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
第一章绪论  8-13
  1.1 论文提出的背景和研究意义  8-10
    1.1.1 论文提出的背景  8-9
    1.1.2 研究意义  9-10
  1.2 冶金自动化现状及对控制系统的要求  10-11
    1.2.1 冶金自动化现状  10
    1.2.2 冶金行业技术的进步对自动化技术的要求  10-11
  1.3 国内外DCS研究现状  11
  1.4 论文研究的主要内容  11-12
  1.5 全文章节安排  12-13
第二章铁合金工艺改造及其控制系统  13-25
  2.1 铁合金生产工艺与改造  13-14
    2.1.1 冶金基本原理  13
    2.1.2 铁合金生产方法  13-14
    2.1.3 氩氧精炼铁合金法  14
  2.2 冶金主要设备及其节能途径  14-17
    2.2.1 矿热炉的主要机械设备  15
    2.2.2 矿热炉节能途径  15-17
  2.3 三种控制系统的比较  17-19
    2.3.1 三大系统的特点  17-18
    2.3.2 冶金控制系统的选择  18-19
  2.4 DCS系统概述  19-24
    2.4.1 DCS系统的体系结构  19-21
    2.4.2 DCS系统的主要特点  21-22
    2.4.3 DCS系统的主要功能  22-24
  2.5 本章总结  24-25
第三章铁合金生产过程控制系统的设计  25-51
  3.1 八分厂自动控制概况  25
    3.1.1 系统概述  25
    3.1.2 系统完成的主要控制功能  25
  3.2 控制系统总体设计  25-36
    3.2.1 系统的组成  26-27
    3.2.2 系统的网络结构  27-29
    3.2.3 系统操作站硬件配置  29-30
    3.2.4 系统控制站的硬件配置  30-35
    3.2.5 系统的软件配置  35-36
  3.3 主控制站的设计  36-46
    3.3.1 电炉控制工艺  36
    3.3.2 主控制站控制点数  36-37
    3.3.3 主控制站硬件组态  37-46
  3.4 配料控制站的设计  46-48
    3.4.1 配料工艺流程  46-47
    3.4.2 配料控制站控制点数  47
    3.4.3 配料控制站硬件组态  47-48
  3.5 布料控制站的设计  48-49
    3.5.1 布料工艺流程  48
    3.5.2 布料控制站控制点数  48-49
    3.5.3 布料控制站硬件组态  49
  3.6 控制站网络设计  49-50
  3.7 本章总结  50-51
第四章配料系统的设计分析  51-56
  4.1 配料系统的工艺流程  51-52
  4.2 配料系统控制要求  52-53
  4.3 配料系统的控制程序  53-54
  4.4 配料控制站的硬件配置  54-55
  4.5 本章总结  55-56
第五章配料系统的误差修正  56-61
  5.1 影响自动配料精度的原因  56
  5.2 普通最小二乘法  56-59
  5.3 配料误差的补偿方法  59-60
  5.4 本章总结  60-61
结论  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
附录一:配料控制站PLC模块控制原理图  65-69
攻读硕士学位期间研究成果  69-70

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