RH真空精炼控制系统PLC程序设计

论文摘要

本文介绍了攀钢RH真空精炼装置的生产工艺及主要生产设备的机械电气特性,详细分析了控制系统要实现的各项功能。对如何充分利用现代控制技术、网络技术、现场总线技术、计算机技术、传动技术、智能仪表,使RH真空精炼装置控制系统达到国际先进水平进行了较深入的研究。在此基础上,提出了基于高速工业以太网、现场总线、可编程逻辑控制器（PLC）、通用工业PC的控制方案。分析了RH真空处理的钢水循环“气泡泵”原理、真空脱气原理、真空脱氧原理、真空脱碳原理、合金化原理以及钢液真空脱气的热力学和动力学依据。这些基本原理是实现控制系统功能的理论基础。采用西门子S7-400系列的PLC作为基础自动化系统的控制器,详细设计了钢包车走行和钢包升降控制、真空室插入管提升气体控制、顶枪升降和顶枪加热控制、真空泵系统逻辑控制和真空度自动控制、合金加料系统和喂丝系统的自动控制程序,实现了在中央控制室的HMI操作站集中操作和监控功能。本控制系统投运后顺利通过了SMS MEVAC公司和攀钢炼钢厂的功能考核验收,系统各项性能指标到达了设计要求。系统运行至今,一直运行稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目背景
• 1.2 真空处理的意义
• 1.3 国内外RH 真空处理控制系统的发展
• 1.4 本课题研究内容
• 第二章 RH 真空处理理论分析
• 2.1 RH 真空脱气原理
• 2.1.1 钢水循环“气泡泵”原理
• 2.1.2 钢液脱气的热力学依据
• 2.1.3 钢液脱气的动力学依据
• 2.2 RH 真空脱氧原理
• 2.3 RH 真空脱碳原理
• 2.4 RH 合金化原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 RH 真空处理工艺及设备
• 3.1 生产工艺概述
• 3.2 攀钢RH 的冶金功能及工艺控制目标
• 3.3 主要工艺设备介绍
• 3.3.1 钢包运输车
• 3.3.2 钢包液压升降系统
• 3.3.3 真空室系统
• 3.3.4 真空室更换小车系统
• 3.3.5 顶吹氧燃枪系统
• 3.3.6 真空室预热系统
• 3.3.7 测温/定氧和取样系统
• 3.3.8 真空系统
• 3.3.9 合金加料系统
• 3.3.10 真空加料系统
• 3.3.11 保温剂加料系统
• 3.3.12 喂丝系统
• 3.4 本章小结
• 第四章 控制系统总体设计
• 4.1 自动化系统结构
• 4.1.1 DCS 的特点及基本结构
• 4.1.2 集散控制系统的选型
• 4.1.3 基于PLC 的DCS 与传统DCS 比较
• 4.2 网络结构
• 4.2.1 工业以太网
• 4.2.2 现场总线技术
• 4.3 控制系统配置
• 4.3.1 基础自动化系统（L1）
• 4.3.2 过程计算机系统（L2）
• 4.4 本章小结
• 第五章 控制系统PLC 程序设计
• 5.1 编程软件
• 5.1.1 PLC 编程语言
• 5.1.2 PLC 程序结构
• 5.1.3 PLC 编程方法
• 5.2 程序设计
• 5.2.1 钢包车移动系统
• 5.2.2 钢包液压升降系统
• 5.2.3 提升气体系统
• 5.2.4 顶枪控制系统
• 5.2.5 真空泵系统
• 5.2.6 合金加料系统
• 5.2.7 喂丝系统
• 5.2.8 通讯程序设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 控制效果及结论
• 6.1 控制效果
• 6.2 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：源程序