高速线材介质分布式控制系统研究

论文摘要

课题来源于西门子中国有限公司、济南钢铁集团石横特殊钢厂和武汉钢铁设计研究总院合作项目“济钢集团石横特种钢厂50万吨高速线材工程”。随着我国钢铁工业的快速发展,对钢铁生产线自动化控制系统提出了更高的要求。线材是国家基础建设中大量使用的钢材料之一,其质量和产量直接关系到国民经济的发展,因此高速线材生产线自动控制系统设计就显得尤为重要。 论文针对济南钢铁集团石横特殊钢厂的大型新建项目一石横特殊钢厂50万吨高速线材自动控制生产线,设计开发了一套基于工业以太网、PROFIBUS-DP现场总线的分布式控制系统,实现高速线材生产线介质（液压油、润滑油气）的温度、压力等重要工艺参数的采集、监测和调节。论文详细介绍了高速线材生产线介质控制装置的工艺流程、控制系统的总体设计、硬件软件选型、硬件组态、软件编写、系统调试等内容。 整个控制系统采用PLC+工业以太网+PROFIBUS-DP+ET200M分布式I/O站的总体结构,有效的解决了由于工艺复杂、I/O点数多且分布分散、设备类型多样,控制协调性要求高所带来的控制问题。以工业以太网构成控制系统顶层网络,以PROFIBUS-DP现场总线构成控制系统底层网络,其中分布式I/O站构成现场底层DP从站,实现各信号点的通信和控制,以S7-400PLC为DP主站,实现与各从站的总线通讯协调一致,WINCC为操作站,实现数据显示、状态图文监测、报警处理、打印报表等功能。控制系统体现了工业以太网加现场总线控制系统全数字通讯、高度开放性、互操作性、互换性的技术优势。 高速线材生产线控制系统已于2004年9月正式建成投入使用,目前运行稳定,取得良好的经济效益,得到用户的好评,从实践上证明了该系统设计的合理性、实用性和先进性。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题背景及意义
• 1.1.3 相关工业控制技术发展概况
• 1.1.4 现场总线控制系统应用于高线生产线的技术优势
• 1.2 论文的主要工作
• 第2章 高线介质控制系统的总体结构设计
• 2.1 工艺系统
• 2.1.1 主要设备及工艺
• 2.1.2 主要设备控制要求
• 2.1.3 工艺设备间的连锁关系
• 2.2 总体结构设计
• 2.3 高线介质控制系统设备选型
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于 Profibus-DP和工业以太网的高线介质控制系统
• 3.1 高线介质控制系统顶层网络结构
• 3.1.1 工业以太网技术
• 3.1.2 以太控制网络系统的组成和结构
• 3.1.3 高速线材控制系统的工业以太网络
• 3.2 高线介质控制系统底层网络结构
• 3.2.1 PROFIBUS-DP的协议结构
• 3.2.2 高线介质控制系统 PROFIBUS-DP现场总线的应用
• 3.2.3 高速线材介质控制系统底层网络结构
• 3.3 本章小结
• 第4章 高线介质控制系统的硬件组态及程序设计
• 4.1 高速线材介质控制系统开发平台
• 4.2 高速线材介质控制系统硬件组态
• 4.2.1 组态 PLC中央机架
• 4.2.2 组态 PROFIBUS-DP网络
• 4.3 高速线材介质控制系统程序设计
• 4.3.1 介质控制系统液压控制系统程序设计
• 4.3.2 介质控制系统稀油润滑控制系统程序设计
• 4.3.3 介质控制系统油气润滑控制系统程序设计
• 4.4 高速线材介质控制系统人机界面设计
• 4.4.1 高速线材介质控制系统人机界面功能
• 4.4.2 高速线材介质控制系统人机界面设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 高线介质控制系统的调试和运行
• 5.1 系统调试
• 5.1.1 调试基本步骤
• 5.1.2 设计和调试中需要注意的问题
• 5.2 系统实际运行效果
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢