高炉轴流风机止回阀自控保护系统的研究

论文摘要

本文以高炉轴流风机止回阀为研究对象,研究止回阀自控保护系统,目的是在不影响止回阀本身工作的情况下,在高炉通风管道流量正常的时候,提升止回阀阀门,减少止回阀压头损失,提高高炉钢产量。止回阀自控保护系统的机械运动部分采用电磁铁和三相交流电机作为动力来提升阀门,电控部分采用PLC作为主要控制设备,控制机械结构的运动;采用51系列单片机制作冗余监控模块,提高系统的可靠性;利用图形化编程软件LabVIEW编制远程监控程序,方便操作人员操作控制系统及查看历史数据;利用串口通信及CAN总线技术连接PLC控制系统、冗余监控模块和远程监控系统。止回阀自控保护系统具有高可靠性和长时间运行性,并具有扩展能力。 本系统最大的特点是机械运动部分具有自主安全性,即可以在电控部分失灵的情况下仍能保证止回阀的工作;同时,采用PLC和冗余监控模块通过两套通信系统同时工作,提高了可靠性;LabVIEW编制远程监控程序良好的人机界面,使得系统更容易为操作人员所接受。 该系统经过进一步的实地运行检测后,有一定的推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景及意义
• 1.2 止回阀保护自控系统相关内容
• 1.2.1 高炉鼓风机介绍
• 1.2.2 涟钢高炉送风管道工况
• 1.2.3 止回阀简介
• 1.2.4 喘振机理简介
• 1.2.5 现有高炉送风系统保护措施
• 1.3 系统方案的论证
• 1.3.1 止回阀保护自控系统的整体要求
• 1.3.2 机械运动部分的方案论证
• 1.3.3 电控部分的方案论证
• 1.4 本文的创新
• 1.5 本章小结
• 第2章 止回阀保护自控系统的整体设计
• 2.1 机械运动部分
• 2.1.1 提升动力
• 2.1.2 机构支架
• 2.1.3 止回阀配重臂的改造
• 2.1.4 电磁铁吸合机构
• 2.1.5 位置传感器的安装
• 2.1.6 差压传感器的选用
• 2.2 电控部分设计方案
• 2.2.1 现场控制系统
• 2.2.2 冗余监控系统
• 2.2.3 远程监控系统
• 2.2.4 电气控制柜
• 2.3 本章小结
• 第3章 PLC控制系统的设计
• 3.1 PLC的发展
• 3.2 PLC的工作原理
• 3.3 PLC与其他工业控制系统的比较
• 3.4 PLC选型及配置
• 3.5 PLC控制系统的软件编制
• 3.5.1 系统控制子程序的顺序控制法编程
• 3.5.2 系统控制子程序中需要考虑的方面
• 3.6 PLC与远程监控系统的通讯
• 3.7 本章小结
• 第4章 冗余监控模块设计
• 4.1 冗余监控模块的总体结构
• 4.2 冗余监控模块 CAN通讯接口设计
• 4.2.1 CAN通讯接口硬件设计
• 4.2.2 CAN通讯接口软件设计
• 4.3 数字量输出接口
• 4.4 冗余监控模块硬件抗干扰设计
• 4.4.1 冗余监控模块的干扰因素
• 4.4.2 冗余监控模块采用的硬件抗干扰措施
• 4.5 本章小结
• 第5章 远程监控系统设计
• 5.1 远程监控系统的总体设计
• 5.2 主程序界面编程
• 5.2.1 界面说明
• 5.2.2 主程序的功能说明
• 5.2.3 变量分配
• 5.2.4 与PLC的串口通讯
• 5.2.5 与冗余监控模块的 CAN通讯
• 5.2.6 参数设置界面与编程
• 5.2.7 历史数据读取界面与编程
• 5.3 远程监控系统多任务调度策略
• 5.3.1 远程监控系统软件任务分析
• 5.3.2 远程监控系统的多任务运行机制
• 5.3.3 远程监控系统多任务运行机制的实现
• 5.4 利用 LabVIEW RT构造止回阀保护自控系统的设想
• 5.4.1 LabVIEW RT的软件和硬件
• 5.4.2 利用 LabVIEW RT构造止回阀自控保护系统的优缺点
• 5.5 本章小结
• 第6章 电气控制柜的设计
• 第7章 止回阀保护自控系统调试报告
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 电机运动控制部分程序