【正文】 ......................................................... 3 操作方式 ............................................................................................................. 5 控制方式 ............................................................................................................. 5 設(shè)計概述 ............................................................................................................. 6 3 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................................................................... 7 PLC 簡介 ............................................................................................................. 7 可編程控制器的發(fā)展史 ............................................................................... 7 PLC 的硬件組成結(jié)構(gòu) ................................................................................... 8 I/O 點分配 ........................................................................................................... 9 PLC 控制電路的設(shè)計 ..................................................................................... 11 PLC 控制器選型及硬件配置 ..................................................................... 11 基于 PLC 的高爐 上料自控系統(tǒng)設(shè)計 料車上料系統(tǒng) .............................................................................................. 11 高爐料鐘裝料系統(tǒng) ......................................................................................13 探尺系統(tǒng) ......................................................................................................15 電氣控制系統(tǒng)原理圖 ..................................................................................16 4 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方案 ..................................................................................19 Step7 軟件介紹 .................................................................................................19 PLC 控制程序的設(shè)計 ......................................................................................19 程序的基本結(jié)構(gòu) ..........................................................................................19 動作流程圖 ..................................................................................................19 梯形圖設(shè)計 ..................................................................................................21 5 模擬調(diào)試 .......................................................................................................................25 6 結(jié) 論 ................................................................................................................................29 致謝 .....................................................................................................................................30 參考文 獻 ............................................................................................................................31 1 1 緒論 高爐上料系統(tǒng)的作用與地位 高爐是煉鐵或者煉鋼生產(chǎn)的核心設(shè)備，是一種規(guī)模大、要素多、要求嚴格的冶煉過程，其良好的運行能為后續(xù)的生產(chǎn)過程提供充足而優(yōu)質(zhì)的原料保證，這對控制系統(tǒng)的可靠性提出了較高的要求。習慣上稱之為“上部調(diào)劑”。 高爐上料系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方式 早期高爐上料控制系統(tǒng)多采用繼電控制 ， 主要存在兩大缺陷 ， 一是控制系統(tǒng)復雜 ， 聯(lián)鎖環(huán)節(jié)多 ， 外部連線多 ， 故障頻繁 ； 二是工作模式只有手動和機旁兩種操作方式 ， 手動操作用于生產(chǎn) ， 機旁操作用于機構(gòu)調(diào)整 ， 不能實現(xiàn)自動化產(chǎn)。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行。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。自動配料時 ，稱量斗開 / 閉由配料程序控制 ； 手動配料時 ， 根據(jù)配料單人工操作。習慣上稱之為“上部調(diào)劑”。大、小鐘嚴格互鎖 ， 不能同時打開 ， 當大鐘斗一批料未滿 ， 小鐘開啟 ， 料投入大鐘斗 ， 一批料滿且料線信號到 ， 大鐘開啟 ， 經(jīng)布料 器后 ,配料均勻倒入爐內(nèi)。通過計算機可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的按步順序的自動控制過程， 是主要生產(chǎn)方式。用 PLC 控制 高爐上料系統(tǒng) 的動作程序及過程參數(shù)，采用數(shù)字定時器代替時間繼電器、中間繼電器。 設(shè)計概述 早期高爐上料控制系統(tǒng)多采用繼電控制， 主要存在兩大缺陷 ； 一是控制系統(tǒng)復雜， 7 連鎖環(huán)節(jié)多， 外部連線多，故障頻繁；二是工作模式只有手動和機旁兩種操作方式，手動操作用于生產(chǎn)，機旁操作用于機構(gòu)調(diào)整，不能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。本 次設(shè)計主要是針對槽下卷揚上料部分設(shè)計，高爐料鐘裝料系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)已 8 有上百年的應用歷史，它是 一種用弱點電信號控制強電的電力控制系統(tǒng)。 (3) I/O 模塊 輸入模塊和輸出模塊簡稱為 I/O 模塊，他們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 CPU 模塊的橋梁。給 S7200 編程時，應配備一臺安裝 有 STEP7MICRO/WIN32 編程軟件的計算機和一根連接計算機和可編程控制器的 PC/PPI 通信電纜。 PLC按集中采樣、集中輸出，按順序周期性循環(huán)掃描用戶程序的方式工作。 (3) 控制信號有開關(guān)、數(shù)字和模擬信號 。 高爐上料主要有上料小車和上料皮帶兩種方式；由于小車的上料能力有限，大型高爐一般使用上料皮帶的方式上料。小鐘下降時，原料裝入大鐘內(nèi)，大鐘每下降一次，布料器即旋轉(zhuǎn)一次，布料器旋轉(zhuǎn)一定角度（一般采用六點布料，間隔六十度），這樣可使進入爐內(nèi)的料分布均勻。控制器 PLC發(fā)出脈沖、方向信號 , 通過驅(qū)動器控制步進電機的運行狀態(tài)。 (2) 靜力矩的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確 定，我們往往先確定電機的靜力矩。 在選型中 , 還要根據(jù) PLC 輸出信號的極性來決定驅(qū)動器輸入信號是共陽極或共陰極。 探尺分為連續(xù)工作制和點測工作制，一般情況按連續(xù)工作制工作，即探尺在任何時間均隨料面的下降而下降，根據(jù)自整角機反饋信號隨時監(jiān)測料面位置 ,只有當向高爐內(nèi)裝料時，才自動提升到上極限位，待裝料完畢、 小鐘 關(guān)閉后又自動下降。探尺裝置裝有自整角發(fā)送器，探尺下降的位移信號經(jīng)自整角機發(fā)送器，發(fā)送給控制室內(nèi)的自整角接受器，自整角接受器帶動記錄儀表指針，記錄探尺下降的位移，由位移可以估計料面形狀和爐內(nèi)料的多少。因此，安裝 CD的文件夾中會包含 STEP 7Micro/WIN 。 20 初 始 狀 態(tài)兩 探 尺 從 0 下 探 ， 下 降 高 度 到 給定 值 ， 爐 內(nèi) 缺 料開 均 壓 閥 、 開 大 鐘 ， 開 到 位 停止 ， 延 時布 料 槽 布 料 ， 延 時 ， 爐 料 布 完關(guān) 均 壓 閥 、 關(guān) 大 鐘 ， 到 位停 止開 小 鐘 ， 到 位 停 ，延 時關(guān) 小 鐘 ， 到 位 停小 車 上 行 ， 車 次 加 1 ， 到位 停 ， 延 時小 車 下 行 ， 到 位 停 ， 延 時中 間 倉 開閘 門 開 到 位延 時 2 5 s閘 門 關(guān) 到 位料 空 ， 中 間 倉 關(guān) ，延 時開 報 警開 報 警NNYY 圖 41 高爐上料系統(tǒng) 順序控制動作流程圖 21 梯形圖設(shè)計 梯形圖 42設(shè)計如下所示： 22 23 24 圖 42 梯形圖 25 5 模擬調(diào)試 STEP7Micro/WIN是西門子 S7200系列 PLC的編程軟件。首先 上 料必須準確，一旦出現(xiàn)差錯，將嚴重影響爐況，導致高爐休風、甚至停產(chǎn)。 30 致 謝 通過本次設(shè)計，使所學的知識有了一定系統(tǒng)化的體系，能夠從感性認識升華到了理性，更重要的是學會在實踐中駕御知識的技能，使本人從知識、能力、實踐三方面得到全方面的鍛煉，受益非淺。 另外，在我作畢業(yè)論文期間得到了同學的無私幫助。 （二）目錄 目錄需 通過 WORD 定義三級大綱形式自動生成目錄。注意將所要研究的問題界定清楚，題目不要過大或含糊不清。英文摘要 (Abstracts)，主要內(nèi)容包括： Objective。避免選用一些外延較廣的詞作為關(guān)鍵詞，應從《漢語主題詞表》和專業(yè)主題詞表中選用。正文內(nèi)容應該觀點突出，言之有物，邏輯清晰，層次分明，結(jié)構(gòu)完整，方法得當，論證嚴謹，資料真實，行文流暢，用語規(guī)范。 研究方法 內(nèi)容包括：被試、研究工具、 實驗設(shè)計、 研究程序、數(shù)據(jù) 管理與分析 等 。如果是描述性或相關(guān)研究，則要說明訪談的程序、觀察的過程、編碼記分方法、問卷的編制過程、問卷的施測過程等。 常用的統(tǒng)計學符號規(guī)定如 下：樣本代表的總體數(shù) 為 N， 樣本數(shù)為 n，平均數(shù)為 M，標準差為 SD， t 檢驗為 t， F 檢驗為 F，卡方檢驗為 χ２ ，相關(guān)系數(shù)為 r，顯著性為 p。表格要有表 頭（即表的標題），置于表格之上，標明表格序號，表格內(nèi)的統(tǒng)計符號用斜體，數(shù)字采用 5 號 Times New Roman 字體編排。即將統(tǒng)計所得結(jié)果通過邏輯推論上升到理論高度， 這需要研究者通過充分運用已經(jīng)收集到的文獻資料，來分析為什么會得出這樣的結(jié)果，進而得出有關(guān)心理機制的科學結(jié)論。結(jié)論（結(jié)果推論）不能對研究獲得的結(jié)果進行夸大或縮小，對所提出的假設(shè)未能充分證明之處也不要回避。文 獻按著者姓氏字母順序排列；著者相同，按出版年排列；著者和出版年都相同，按文題的首字母順序排列，出版年后加