蓄热式加热炉PLC控制设计及应用

蓄热式加热炉PLC控制设计及应用

论文摘要

江西萍钢实业股份有限公司轧钢厂的蓄热式连续加热炉采用西门子S7PLC控制系统实现各控制功能,本文以萍钢轧钢厂2#加热炉改造项目为背景,论述了在PLC平台下,如何对加热炉这个复杂的工业控制对象进行自动控制。文章从分析蓄热式加热炉工艺入手,提出了蓄热式加热炉的控制策略,包括全分散预估换向控制,变偏置双交叉限幅炉温控制,综合考虑炉膛压力和排烟温度的控制,炉温优化设定等。这些控制策略实施后,提高了调节系统的响应速度,有效地克服了外界扰动对燃烧控制的影响,保证了炉温控制的稳定性,减少了氧化烧损,降低了燃料消耗,达到了预期的效果。这些控制策略是由西门子的S7-400PLC为核心的控制系统来实现的,文章详细介绍了蓄热式加热炉控制系统的总体设计和系统硬件配置,以及主要设备的选择,为实现不同的控制功能提供了硬件支持。利用西门子STEP7编程软件完成了PLC控制程序的整体设计。根据加热炉的工艺特点,利用WinCC组态了加热炉的监控画面和人机界面。通过PLC控制程序与WinCC监控画面的配合,有效地实现了蓄热式加热炉的各项控制策略。文章的第六章还叙述了PLC控制系统的调试方法和过程。文章最后一章对全文进行了总结。实际的生产运行结果证明,该系统设计合理,运行稳定可靠,满足轧钢生产的要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题来源及选题意义
  • 1.2 国内外加热炉自动控制研究和应用现状
  • 1.2.1 国外加热炉自动控制研究和应用现状
  • 1.2.2 国内加热炉自动控制研究和应用现状
  • 1.3 课题研究内容及关键技术问题
  • 1.4 全文章节安排及创新点
  • 2 蓄热式加热炉的控制策略
  • 2.1 双蓄热式加热炉概况
  • 2.1.1 双蓄热式加热炉工艺流程
  • 2.1.2 蓄热燃烧技术简介
  • 2.1.3 双蓄热式加热炉的特点
  • 2.2 双蓄热式加热炉的换向控制
  • 2.2.1 蓄热式加热炉换向控制原理
  • 2.2.2 蓄热式加热炉换向周期的确定
  • 2.3 双蓄热式加热炉炉温控制
  • 2.3.1 双交叉限幅控制概述
  • 2.3.2 变偏置量双交叉限幅控制
  • 2.3.3 炉温设定策略
  • 2.4 双蓄热式加热炉炉压及烟温控制
  • 2.4.1 炉压及烟温控制概述
  • 2.4.2 各段烟温及炉压控制
  • 2.4.3 炉膛压力控制
  • 2.5 本章小结
  • 3 PLC 控制系统结构设计
  • 3.1 控制系统的总体结构
  • 3.2 主要现场检测控制设备的选择
  • 3.2.1 过程检测的重要性
  • 3.2.2 测温元件的选择
  • 3.2.3 差压、压力变送器的选择
  • 3.2.4 控制阀的选择
  • 3.3 PLC 的硬件结构设计
  • 3.3.1 S7-400 的特点
  • 3.3.2 S7-400 的基本结构
  • 3.3.3 加热炉 PLC 系统的硬件结构
  • 3.4 人机界面 HMI 的构成
  • 3.5 本章小结
  • 4 蓄热式加热炉的 PLC 控制编程
  • 4.1 编程工具 STEP733
  • 4.1.1 STEP7 简介
  • 4.1.2 STEP7 的硬件接口
  • 4.1.3 STEP7 的编程语言
  • 4.2 PLC 硬件组态
  • 4.3 加热炉 PLC 用户程序结构
  • 4.3.1 用户程序中的块
  • 4.3.2 STEP7 的编程方式
  • 4.3.3 加热炉 PLC 控制的用户程序结构
  • 4.4 主要控制功能的实现和编程
  • 4.4.1 换向控制
  • 4.4.2 炉温控制
  • 4.4.3 炉压(烟温)控制
  • 4.5 本章小结
  • 5 过程监控画面的组态
  • 5.1 组态软件 WinCC
  • 5.1.1 WinCC 简介
  • 5.1.2 WinCC 的特点
  • 5.1.3 WinCC 开放的接口
  • 5.2 WinCC 的工作过程
  • 5.3 创建变量
  • 5.4 画面的组态
  • 5.4.1 图形画面概览
  • 5.4.2 加热炉流程画面
  • 5.4.3 加热炉温度控制画面
  • 5.4.4 加热炉烟温控制画面
  • 5.4.5 加热炉炉压控制画面
  • 5.4.6 加热炉换向控制画面
  • 5.5 变量记录
  • 5.5.1 变量记录概述
  • 5.5.2 变量记录组态
  • 5.6 本章小结
  • 6 PLC 控制系统的调试
  • 6.1 调试前的准备
  • 6.2 PLC 控制系统的室内调试
  • 6.2.1 PLC 仿真工具 S7-PLCSIM
  • 6.2.2 S7-PLCSIM 的接口
  • 6.2.3 控制系统的初步调试
  • 6.2.4 控制系统的功能调试
  • 6.3 PLC 控制系统的现场调试及投运
  • 6.3.1 换向控制的调试及投运
  • 6.3.2 单回路控制系统的调试及投运
  • 6.3.3 炉温控制系统的调试及投运
  • 6.4 项目竣工
  • 6.4.1 竣工图整理
  • 6.4.2 控制程序及监控画面的存档
  • 6.4.3 培训和技术交底
  • 7 结束语
  • 7.1 应用效果
  • 7.2 存在的主要不足
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表文章
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J]. 科学技术创新 2019(32)
    • [2].PLC控制技术在皮带运输机中的应用研究[J]. 科学技术创新 2019(33)
    • [3].PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J]. 科学技术创新 2019(35)
    • [4].PLC在电气自动化控制中的意义及具体应用[J]. 科学技术创新 2019(33)
    • [5].浅谈PLC在电气自动化中的应用[J]. 甘肃科技 2019(21)
    • [6].浅析PLC在铝电解阳极组装生产线中的应用[J]. 中国新技术新产品 2019(22)
    • [7].基于PLC技术的数控车床控制系统应用[J]. 建材与装饰 2020(02)
    • [8].PLC在门座式起重机控制电路中的应用[J]. 中国新技术新产品 2019(23)
    • [9].PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J]. 工程技术研究 2019(22)
    • [10].PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J]. 科学咨询(科技·管理) 2019(12)
    • [11].电力载波通信PLC技术在充电桩建设中的应用探索[J]. 中国设备工程 2019(22)
    • [12].基于PLC的学生宿舍供水系统控制研究[J]. 无线互联科技 2019(22)
    • [13].基于PLC的台式钻床自动化控制系统探讨[J]. 科技资讯 2019(33)
    • [14].PLC技术在隧道照明节能控制中的应用[J]. 科技创新与生产力 2019(12)
    • [15].PLC在煤矿提升机电控系统中的应用[J]. 黑龙江科学 2020(02)
    • [16].煤矿PLC的故障分析和检修模式[J]. 当代化工研究 2020(01)
    • [17].PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的运用[J]. 当代化工研究 2019(17)
    • [18].基于PLC的采煤机运行监控系统设计[J]. 机电工程技术 2020(01)
    • [19].PLC在煤矿皮带机监控系统中的应用浅述[J]. 石化技术 2019(12)
    • [20].基于PLC实现对剪板机自动控制的设计[J]. 数字技术与应用 2019(11)
    • [21].PLC技术在矿山机电控制中的应用[J]. 石化技术 2020(01)
    • [22].基于PLC的自动售货机控制系统设计[J]. 花炮科技与市场 2019(04)
    • [23].PLC技术在电气自动化控制中的应用[J]. 门窗 2019(21)
    • [24].PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用[J]. 门窗 2019(21)
    • [25].数组在PLC顺序控制中的应用[J]. 门窗 2019(14)
    • [26].PLC技术在家用烘干机中的应用[J]. 武汉船舶职业技术学院学报 2019(04)
    • [27].电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用[J]. 计算机产品与流通 2020(01)
    • [28].基于PLC的计及加减速的电梯控制系统及其人机界面的设计[J]. 电工技术 2019(24)
    • [29].自来水厂自动化生产中PLC的应用[J]. 仪器仪表用户 2020(02)
    • [30].PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用[J]. 化工管理 2020(03)

    标签:;  ;  ;  

    蓄热式加热炉PLC控制设计及应用
    下载Doc文档

    猜你喜欢