高炉鼓风机控制系统的设计与实现

论文摘要

建国以来,冶金工业在我国国民经济的发展中一直占据重要的位置,特别是改革开放30年的迅猛发展,我国已经成为世界的钢铁大国,但还不是世界钢铁强国,许多技术经济指标还落后于技术发达国家。现代自动化技术的迅速发展为企业降本增效、提高技术经济指标和科学管理水平提供了强有力的手段。现代自动化技术形成了以计算机为核心,包括PLC/DCS、常规设备、智能仪表、智能执行机构、总线系统、操作员站、工程师站等组成的多级复杂的控制系统,各级之间任务分明。针对新钢公司高炉生产环节中高炉鼓风机断风故障频繁,对高炉顺行、炼铁成本、劳动强度等都造成了较大影响,甚至整个企业生产过程受到制约的现状,对展高炉鼓风机自动拨风控制的应用研究。跟踪国内外先进技术,结合新钢公司实际,采用先进可靠风量流量计量装置、风压检测智能变送器、气动快开阀、电动调节阀等检测和控制仪表进行数据采集,采用试验方法摸索了一系列关键数据,为控制系统的实现打下了基础。通过对高炉冶炼工艺和鼓风机送风机制的分析,在对拨风时间、拨风量和气动快开阀动作时间的优化试验的基础上,完成了高炉鼓风机自动拨风的自动化控制方案设计、硬件选型、软件开发与调试,在实现了“允许拨风”功能基础上,利用西门小S7-300PLC和Wincc组态软件,设计并实现了自动/手动联动控制、跳闸自动拨风、手动拨风、检修拨风等功能,实现了高炉供风事故状态下的鼓风机之间的自动互拨,保证了事故高炉和拨风高炉不灌渣。本文研究的目的和意义在于通过自主创新,利用自动化控制技术,解决了企业生产中的关键问题,提升了企业竞争力和效益。也为利用自动控制技术解决企业其他难题提供一个很好的借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 高炉鼓风机拨风工艺概述
• 2.1 高炉工艺
• #高炉的规模和主要技术经济指标'>2.1.1 6^#高炉的规模和主要技术经济指标
• #高炉的工艺组成'>2.1.2 6^#高炉的工艺组成
• 2.2 鼓风机工艺和控制功能
• 2.2.1 风机工艺
• 2.2.2 鼓风机的选型
• 2.2.3 鼓风机的控制功能
• 2.3 拨风工艺
• 2.4 拨风工艺参数的确定
• 2.4.1 拨风量大小的确定
• 2.4.2 拨风阀管径的确定
• 2.4.3 拨风时间的确定
• 2.4.4 风机跳闸信号的确定
• 2.5 系统控制的重点、难点分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 自动拨风控制系统设计
• 3.1 控制系统总体设计
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 PLC和DCS系统
• 3.2.2 PLC系统选型原则
• 3.2.3 S7-300PLC系统主要性能特点
• 3.2.4 PLC系统硬件网络结构
• 3.2.5 PLC设备清单和主要技术参数
• 3.2.6 输入输出设计
• 3.3 软件设计
• 3.3.1 STEP7软件
• 3.3.2 拨风系统工作条件
• 3.3.3 “允许拨风”设计
• #7^#8^#拨风管自动、手动联锁设计'>3.3.4 6^#7^#8^#拨风管自动、手动联锁设计
• #风机贼闽自动拨风设计'>3.3.5 6^#风机贼闽自动拨风设计
• #风机跳阐自动拨风设计'>3.3.6 7^#风机跳阐自动拨风设计
• #风机跳阐自动拨风设计'>3.3.7 8^#风机跳阐自动拨风设计
• 3.3.8 手动拨风设计
• 3.3.9 检修拨风设计
• 3.3.10 单动拨风设计
• 3.3.11 备用风机加入拨风系统设计
• 3.4 PLC编程举例
• 3.4.1 自动拨风
• 3.4.2 手动拨风
• 3.4.3 备用风机替代事故风机
• 3.5 辅助系统设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 自动拨风控制系统实现
• 4.1 HMI画面实现
• 4.1.1 组态软件概述及功能
• 4.1.2 WinCC组态软件
• 4.1.3 HMI画面介绍
• 4.2 运行操作实现
• 4.2.1 自动操作
• 4.2.2 手动操作
• 4.2.3 拨风后的恢复操作
• 4.2.4 高炉投入和退出拨风系统的操作
• 4.2.5 备用风机替代事故风机的操作
• 4.2.6 系统维护注意事项
• 4.3 关键控制参数试验确定
• 4.3.1 试验目的
• 4.3.2 试验条件
• #高妒风机拨风给6^#高妒试验'>4.3.3 7^#高妒风机拨风给6^#高妒试验
• #高巧风化拨风给7^#高炉试验'>4.3.4 6^#高巧风化拨风给7^#高炉试验
• 4.3.5 试验结果
• 4.4 控制效果分析
• 4.5 经济效益分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢