精炼炉上料控制系统的设计与实现

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在钢铁的生产过程中，需要根据所炼钢材种类的不同来调节原料的配比，然后使用上料系统在某个特定的时间点添加一种或几种原料，使它们在炉中发生不同的化学反应，以保证所炼钢材的成分达到各自相应的要求。传统的精炼炉上料方式已经远远落后于时代的发展，急需一种灵活、准确、高效的备料上料方式代替以往落后的备料上料方式，除此之外，随着计算机和通讯技术的使用，人工炉前操作的生产方式逐渐被替代，生产效率有所提高，在降低生产风险的同时，工厂自动化程度也大大提高。
　　本文总结了国内外上料配料系统的成功经验，研究了上料系统所使用到的主要设备的发展状况，并针对工厂现有的设备和条件，开发设计了PLC自动控制系统，用来满足炼钢的生产需要，淘汰工厂人工下料配料的生产方式。根据系统设计的需要，笔者主要进行了以下几方面的工作：（1）采用西门子最新的PROFINET现场总线技术组建控制网路，将远程站、上位机、PLC及控制模块等硬件设备连接在一起，并使用光纤和屏蔽双绞线增加系统的抗干扰能力。（2）明确硬件设备设计和选型的原则和依据，并挑选出合适的PLC模块、传感器等硬件设备。（3）使用TIA博途自动化平台对控制系统进行硬件组态。明确PLC编程的方法和原则，并使用梯形图编程语言，通过模块化编程对整个控制系统进行软件程序编写，以实现自动控制功能。（4）采用WINCC组态软件进行控制系统的人机交互界面设计，从而实现在工控机上对控制系统进行单机设备启停、自动上料备料、设备状态监控、报警记录读取以及设备操作历史记录读取等操作，通过对人机界面进行控制权限的设置也可以有效的防止误操作的发生，同时，利用组态软件的强大功能，还能对小车运行、电机转动和皮带运行等功能进行动态展示。
　　该系统是针对工厂配料种类多、质量差别大的特点，使用控制方法对下料精度进行调整和优化，使称重偏差减小，精度达到生产标准。通过对自动上料控制系统的调试，在调试中发现问题和解决问题，系统最终完美的满足了工厂的生产要求，即8分钟内从地下料仓运输1吨料到高位料仓，3分钟内下完满仓物料，同时自动下料的重量误差不超过±5%。此外，落差实验的完成也为工厂未来改料换料提供了足够的数据支撑。

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作者
杨煜;
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作者单位

大连理工大学;

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授予单位大连理工大学;
学科电气工程
授予学位硕士
导师姓名郭源博;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类炼钢生产自动化;
关键词
精炼炉; 上料系统; 精度控制; 可编程控制器; 人机交互; 全集成自动化;

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