【正文】 風裝置計算機控制畫面設(shè)計 .............................................................................................. 33 撥風裝置計算機控制邏輯條件的確定及檢測點分布 ................................................... 33 撥風裝置計算機控制邏輯的設(shè)計 ............................................................................... 35 應(yīng)用 WinCC組態(tài)軟件制作撥風控制畫面 ..................................................................... 37 工程參數(shù)設(shè)置 ................................................................................................. 37 工程圖形界面的設(shè)定 ...................................................................................... 39 結(jié) 束 語 ............................................................................................................................. 42 謝 辭 ..................................................................................................................................... 43 參考文獻 ................................................................................................................................ 44 0 引 言 經(jīng)過四年時間的學習，隨著對測控技術(shù)與儀器這門專業(yè)的深入學習、認識，我們已經(jīng)具備了一定的獨立的工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)，在學業(yè)的最后部分 ——— 畢業(yè)設(shè)計當中，為了將我們四年所學的知識與真正的工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系起來，正確的應(yīng)用到工業(yè)的生產(chǎn)生活當中去，我選擇了高爐防灌渣自動控制系統(tǒng) 的設(shè)計這個題目，結(jié)合實際應(yīng)用來鍛煉自己全面的分析問題、解決問題的能力，深入的了解當前工業(yè)控制當中所必須的基本的專業(yè)素質(zhì)、專業(yè)技能，從而為自己步入社會提供良好地機遇。 高爐冶煉生產(chǎn)過程中，撥風系統(tǒng)通過管道風口進入高爐，為冶煉提供必要的燃燒空氣，同時對爐料起到支撐作用，如果冷風突然降低或者消失，高爐內(nèi)部的壓力將致使鐵、爐料倒灌甚至堵住風口，必須停產(chǎn)更換新的風口，這樣不但造成設(shè)備的損失，對工廠的連續(xù)化生產(chǎn)也產(chǎn)生巨大的阻礙，如果在風機停機造成高爐煤氣的倒流發(fā)生爆炸，對人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生巨大影響，因此，高爐防灌渣系 統(tǒng)的設(shè)計對于改善高爐穩(wěn)定生產(chǎn)具有重大意義。 西門子的 Step7 SIMATIC Manager 與 SIMATIC WinCC Explorer 組態(tài)軟件在工業(yè)上應(yīng)用很廣，該軟件是自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層面的軟件控制與開發(fā)平臺， STEP 7 編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括 SIMATIC S M C7 和基于 PC 的 WinAC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標準工具，是 SIMATIC 工業(yè)軟件的重要組成部分。 WinCC 運行于個人計算機環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用 方式靈活，功能齊全。用戶在其友好的界面下進行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計周期，而且提高了工作效率。 這次設(shè)計采用 Step7 與 WinCC 進行編程與組態(tài)，通過上位機對現(xiàn)場實時操作和監(jiān)控，及時的將現(xiàn)場的信息反饋到管理人員，方便管理人員管理、控制。 1 緒 論 組態(tài)軟件應(yīng)用在工控領(lǐng)域的重大意義 自動控制在二十世紀三四十年代出現(xiàn)，發(fā)展到今日已經(jīng)獲得巨大成就， 在工業(yè)生產(chǎn)和科學發(fā)展起到積極的推動作用，日益成為工業(yè)、生活中不可缺少的重要組成部分，當今大型生產(chǎn)過程無一不是大規(guī)模采用自動化控制裝置，極大地提高工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)代化水平和生產(chǎn)水平。 早期控制儀表是氣動 PID 調(diào)節(jié)器，后來發(fā)展成為氣動單元組合儀表，在 50 年代后出現(xiàn)電動單元組合儀表。 70 年代中后期隨著微處理器的出現(xiàn)，誕生了第一代 DCS，到目前為止， DCS和其它控制設(shè)備在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。每一套 DCS 都是比較通用的控制系統(tǒng)，每個 DCS 廠商在 DCS中都預裝了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，而其中的應(yīng)用軟件，實際上就是組態(tài)軟 件監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（ SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項目，使用方式靈活，功能強大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時， HMI（ Human Machine Interface）或 MMI（ Man Machine Interface）是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O 設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。 組態(tài)軟件在當前工控領(lǐng)域的現(xiàn)狀 監(jiān)控組態(tài)軟件是 伴隨著計算機技術(shù)的突飛猛進發(fā)展起來的。世界上第一個把組態(tài)軟件做為商品進行開發(fā)、銷售的專業(yè)軟件公司是美國的 Wonderware 公司，它于八十年代末率先推出第一個商品化監(jiān)控組態(tài)軟件 Intouch。此后監(jiān)控組態(tài)軟件在全球得到了蓬勃發(fā)展，目前世界上的組態(tài)軟件有幾十種之多，總裝機量有幾十萬套。伴隨著信息化社會的到來，監(jiān)控組態(tài)軟件在社會信息化進程中將扮演越來越重要的角色，每年的市場增幅都會有較大增長，未來的發(fā)展前景十分看好。 下表列出了國際上比較知名的十二種監(jiān)控組態(tài)軟件。 一般的組態(tài)軟件都由下列組件組成： 圖形界面系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、第三方程序接口組件、控制功能組件。 在圖形畫面生成方面，構(gòu)成現(xiàn)場各過程圖形的畫面被劃分成幾類簡單的對象：線、填充形狀和文本。每個簡單的對象均有影響其外觀的屬性。這些屬性可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)的。靜態(tài)屬性在系統(tǒng)投入運行后保持不變，與原來組態(tài)時一致。而動態(tài)屬性則與表達式的值有關(guān)，表達式可以是來自 I/O設(shè)備的變量，也可以是由變量和運算符組成的數(shù)學表達式。 在圖形界面上還具備報警通知及確認、報表組態(tài)及打印、歷史數(shù)據(jù)查詢與顯示等功能，各種報警、報表、趨勢都是動畫連接的對象，其數(shù)據(jù) 源都可以通過組態(tài)來指定，這樣每個畫面的內(nèi)容就可以根據(jù)實際情況由工程技術(shù)人員靈活設(shè)計，每幅畫面中的對象數(shù)量均不受限制。 實時數(shù)據(jù)庫是更為重要的一個組件，因為 PC的處理能力太強了，因此實數(shù)據(jù)庫更加充分地表現(xiàn)出了組態(tài)軟件的長處。實時數(shù)據(jù)庫可以存儲每個工藝點的多年數(shù)據(jù)，用戶既可瀏覽工廠當前的生產(chǎn)情況，也可回顧過去的生產(chǎn)情況，可以說，實時數(shù)據(jù)庫對于工廠來說就如同飛機上的“黑匣子”。工廠的歷史數(shù)據(jù)是很有價值的，實時數(shù)據(jù)庫具備數(shù)據(jù)檔案管理功能，工廠的實踐告訴我們：現(xiàn)在很難知道將來進行分析時哪些數(shù)據(jù)是必須的，因此， 保存所有的數(shù)據(jù)是防止丟失信息的最好的方法。 通訊及第三方程序接口組件是開放系統(tǒng)的標志，是組態(tài)軟件與第三方程序交互及實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)訪問的重要手段之一，它有下面幾個主要作用： ，主機從機間的通訊。 HMI/SCADA(人機接口 /數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) )應(yīng)用時多機間的通訊。 Inter 或 Browser/Server(B/S)應(yīng)用中實現(xiàn)通訊功能。 通訊組件中有的功能是一個獨立的程序，可單獨使用，有的被“綁定”在其它程序當中，不被“顯式”地 使用。 監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在它的支持下完成以下各項任務(wù)： 。 /歷史生產(chǎn)報表 。 /歷史趨勢畫面 。 。 ,人為干預生產(chǎn)過程 ,修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài) 。 ,為管理部門提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。 高爐煉鐵工藝概述 高爐生產(chǎn)是連續(xù)進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時，從爐頂（一般 爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（ 1000～1300 攝氏度），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣?，F(xiàn)代化高爐還 可以利用爐頂?shù)母邏?，用導出的部分煤氣發(fā)電。 高爐冶煉過程 : 高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。 高爐冶煉工藝 爐前操作 : 、泥炮、堵渣機等專用設(shè)備和各種工具，按規(guī)定的時間分別打開渣、鐵口，放出渣、鐵，并經(jīng)渣鐵溝分別流人渣、鐵罐內(nèi)，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進行。 、鐵口和各種爐前專用設(shè)備的維護工作。 、出鐵主溝及渣、鐵溝。 、渣口等冷卻設(shè)備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關(guān)的工作。 高爐冶煉主要工藝設(shè)備簡介： 高爐 ： 橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸 5 部分。由于高爐煉鐵技 術(shù)經(jīng)濟指標良好，工藝 簡單 ，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子 下部沿爐周的風口吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵 ，還有副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣。 高爐熱風爐介紹 : 熱風爐是為高爐加熱鼓風的設(shè)備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風爐及送風管道結(jié)構(gòu)、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術(shù)措施來實現(xiàn)。理論研究和生產(chǎn)實踐表明，采用優(yōu)化的熱風爐結(jié)構(gòu)、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。 鐵水罐車 : 鐵水罐車用于運送鐵水，實現(xiàn)鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉(zhuǎn)移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。 高爐供風系統(tǒng)概述 一、高爐鼓風機的定義 高爐鼓風機定義：它是能將一部分大氣匯集起來，并通過加壓提高空氣壓力形成具有一定壓力和流量的高爐鼓風，再根據(jù)高爐爐況的需要進行風壓、風量調(diào)節(jié)后將其輸送至高爐的一種動力機械。從能量的觀點來看，高爐鼓風機是把原動機的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械。 鼓風機的作用：向高爐送風，以保證高爐中燃燒的焦炭和噴吹的燃料所需的氧氣。另外，還要有一定的風壓克服送風系統(tǒng)和料 柱的阻損，并使高爐保持一定的爐頂壓力。 高爐鼓風設(shè)備是為冶煉高爐提供足夠的含氧空氣，它是高爐生產(chǎn)的重要組成部分。由于高爐冶煉的連續(xù)性，要求鼓風機均勻地供給一定量的空氣，另外還應(yīng)有一定的風壓，以克服送風系統(tǒng)和料柱阻力，并使高爐保持一定的爐頂壓力，在整個冶煉過程中，由于原料、燃料、操作等條件的變化，引起爐況經(jīng)常改變，也相應(yīng)地要求供風參數(shù)也要變化，所以要求高爐風機具有一定的穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍和可靠的安全控制系統(tǒng)。 二、 鼓風機的工作原理 常用的高爐鼓風機有三種類型 :固定靜葉角度軸流式鼓風機 :帶有中間冷卻器的多級離心式鼓風機 ?？烧{(diào)靜葉角度軸流式鼓風機高爐鼓風機的驅(qū)動裝置多選用變轉(zhuǎn)速汽輪機 (純凝式或抽凝式 )或同步電機，也有采用定轉(zhuǎn)速汽輪機及小功率異步電機的機組。 常見鼓風機工作原理見下： ㈠離心式鼓風機工作原理 鼓風機在原動機帶動下高速旋轉(zhuǎn)，它利用旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，使流體獲得能量，使流體通過葉輪后的壓能和動能都能得到升高，從而能夠?qū)⒘黧w輸送到高處或遠處。 ㈡軸流式鼓風機工作原理 風機在原動機帶動下，利用旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓，推進力使流體獲得能量，升高其壓能和動能。氣體從進風口軸向進入葉輪，由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，葉片對氣體作 功，使氣體