【正文】 態(tài)軟件功能和特點(diǎn) MCGS 的主要特點(diǎn)和基本功能如下： （ 1）簡(jiǎn)單靈活的可視化操作界面。 MCGS還為用戶提供了豐富的動(dòng)畫構(gòu)件，每個(gè)動(dòng)畫構(gòu)件都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)畫功能。 MCGS支持 TCP/IP、 Modem、 RS485/ RS422/ RS232等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使用 MCGS網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件，可以在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)，用 IE瀏覽器方便地瀏覽到實(shí)時(shí)和歷史的監(jiān)控信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理與企業(yè)管理的集成。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干，而在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各個(gè)部分都通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的 整體。 MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)不同的設(shè)備構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的，即對(duì)某一構(gòu)件的操作或改動(dòng)，不影響其它構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此 MCGS是一個(gè)“設(shè)備無關(guān)”的系統(tǒng)，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。報(bào)警信息的存儲(chǔ)與應(yīng)答，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全可靠地生產(chǎn)運(yùn)行提供了有力的保障。 （ 5）完善的安全機(jī)制。 MCGS是真正的 32位應(yīng)用系統(tǒng)，充分利用了32位 Windows操作平臺(tái)的多任務(wù)、按優(yōu)先級(jí)分時(shí)操作的功能，以線程為單位對(duì)在工程作業(yè)中實(shí)時(shí)性強(qiáng)的關(guān)鍵任務(wù)和實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的非關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行分時(shí)并行處理，使 PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)控領(lǐng)域成為可能。 使用 MCGS，用戶無須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開 發(fā)工作。它的電控部分完成槽下稱重及上料系統(tǒng)計(jì)算、爐頂布料等控制。 控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的極性的規(guī)定： ①正作用 控制 器：即當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出亦增加，其靜態(tài)放大系數(shù) Kc 取負(fù)；②反作用 控制 器：即當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)量值增加時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出減小，其靜態(tài)放大系數(shù) Kc 取正；③氣開式調(diào)節(jié)閥：其靜態(tài)放大系數(shù) Kv 取正；④氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥：其靜態(tài)放大系數(shù) Kv 取負(fù)；⑤正作用被控過程：其靜態(tài)放大系數(shù) K0取正；⑥反作用被控過程：其靜態(tài)放大系數(shù) K0取負(fù)。 比例微分控制規(guī)律：引入了微分，會(huì)有超前控制作用，能使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，最大偏差和余差減小，加快了控制過程，改善了 控制質(zhì)量。 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，為了控制高爐爐頂煤氣壓力大小，必須有效的控制閥門開度，由高爐生產(chǎn)工藝可知，爐頂煤氣壓力過高，容易發(fā)生事故，當(dāng)高于 160Kpa 時(shí)，需要把閥門打開，故選用氣閉閥。 執(zhí)行器 類型的選擇：氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器；調(diào)節(jié)閥口徑（ Dg、 dg）大小的選擇：主要依據(jù)是 執(zhí)行器 的流通能力。 操縱 變量的選取應(yīng)遵循下列原則： （ 1）操縱 變量必須是工藝上 可控 的變量。 （ 3）盡量采用直接 質(zhì)量 指標(biāo)作為被控 變量。 控 制 器量 程 閥自 動(dòng) 閥變 送 器高 爐 爐 頂 煤 氣 壓 力 對(duì) 象S pP 圖 爐頂煤氣壓力分程控制系統(tǒng)的方框圖 爐頂煤氣壓力 自動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 被控變 量的選擇 生產(chǎn)過程中希望借助自動(dòng)控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量稱為被控變量。該高爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)正常值為 160Kpa。 0 . 0 20 . 0 6 0 . 1 0 . 0 2 0 . 0 6 0 . 1001 0 0 % 1 0 0 %閥 壓 / M P a 閥 壓 / M P a 圖 兩控制閥異向動(dòng)作 分程控制系統(tǒng)中控制器輸出信號(hào)的分段是由附設(shè)在控制閥上的閥門定位器來實(shí)現(xiàn)的。 分程自動(dòng)控制系統(tǒng) 在反饋控制系統(tǒng)中， 一般來說，一臺(tái)調(diào)節(jié)器的輸出僅操縱一只調(diào)節(jié)閥，若一只調(diào)節(jié)器去控制兩個(gè)以上的閥并且是按輸出信號(hào)的不同區(qū)間去操作不同的閥門，這種控制方式習(xí)慣上稱為分程控制。 控制系統(tǒng)方案選擇 單回路自動(dòng)控制系統(tǒng) 單回路反饋控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為單回路控制系統(tǒng)。應(yīng)在滿足條件下盡量選擇價(jià)廉的儀表。儀表的量程是儀表標(biāo)尺刻度上下限之差。 壓力檢測(cè)系統(tǒng)介紹 在生產(chǎn)過程中，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，選擇不同類型的壓力表可組成不同的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單的測(cè)量就是在取壓管上就地安裝一塊彈簧管壓力表組成測(cè)量系統(tǒng)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，選取孔板，因?yàn)?孔板節(jié)流 件 是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件 ， 可不需標(biāo)定直接依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 。 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在煉 鐵 廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計(jì)有 (70~80)％左右是節(jié)流式流量計(jì) 。 本 設(shè)計(jì) 主要使用節(jié)流式檢測(cè)方法，節(jié)流式流量計(jì)由節(jié)流裝置（節(jié)流件 、 取壓裝置和符合要求的前后直管道）、引壓導(dǎo)管、差壓計(jì)和顯示儀表組成。在斜插和管道肘管（彎頭處）安裝時(shí)，其端部應(yīng) 迎 著被測(cè)介質(zhì)的流向（逆流），不要與 被測(cè)介質(zhì)形成順流，在高溫設(shè)備上測(cè)溫時(shí)，為防止保護(hù)套管彎曲變形，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 應(yīng)盡量垂直安裝。 為確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，首先，根據(jù)管道或設(shè)備工作 壓力 大小、工作溫度、介質(zhì) 腐蝕內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 性要求等方面，合理確定熱電偶 和熱電阻 的結(jié)構(gòu)型式和安裝方式；其次，正確 選擇 測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)要具有代表性，不應(yīng)把熱電偶 、熱電阻 插 在被測(cè)介質(zhì)的死角區(qū)域；熱電偶 、熱電阻 工作端應(yīng)處于管道流速較大處；最后，要合理確定熱電偶的插入深度。 鎧裝熱電偶具內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn)，它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣 ， 作為測(cè)量溫度的 傳感 器 ， 通常 與 顯示儀表 、 記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用 ， 同時(shí)亦可作為裝配式熱電偶的感溫元件 。而紅外測(cè)溫是通過測(cè)量物體熱輻射發(fā)出的紅外線，從而測(cè)量物體的溫度，紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。 溫度檢測(cè)系統(tǒng)介紹 為了判斷高爐內(nèi)部狀況，很好的使整個(gè)設(shè)備運(yùn)做起來，溫度檢測(cè)系統(tǒng)是非常重要的，它及時(shí)、準(zhǔn)確 地 提供高爐信息，使高爐有序、高質(zhì)量 地 生產(chǎn)。 礦 槽 礦 篩 稱 量 斗 料 車高爐焦 倉(cāng) 焦 篩 稱 量 斗 料 車雜 礦 槽 振 動(dòng) 器 稱 量 斗煤 粉熱 風(fēng) 爐鼓 風(fēng) 機(jī)鐵 罐除 塵 器渣 罐燃 氣 廠鑄 鐵 鐵 庫(kù)鋼 廠渣 場(chǎng) 圖 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第三章 高爐自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 是高爐自動(dòng)化的重要組成部分，控制系統(tǒng)的可靠性及功能配置直接影響高爐重要參數(shù)、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性，直接影響高爐生產(chǎn)能力、安全運(yùn)行、高爐長(zhǎng)壽等重要 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 （ 5）噴吹燃料系統(tǒng)。 高爐輔助設(shè)備 （ 1）供料系統(tǒng)。 爐襯 是 組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、保護(hù)爐殼和其免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。 爐底 是 高爐爐底砌體 ， 不僅要承受爐料、渣液 及鐵水的靜壓力，而且受到 1400～4600℃ 的高溫、機(jī)械和化學(xué)侵蝕 ， 其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命。爐腰高度對(duì)高爐冶煉過程影響不很顯著，一般只在很小范圍內(nèi)變動(dòng) 。爐喉既是爐料的加入口，也是 煤氣的導(dǎo)出口 ， 它對(duì)爐料和煤氣的 分布 情況 起控制和調(diào)節(jié)作用。按部位分為五段 ： 爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸。 積聚在爐缸的鐵水和爐渣 ， 分別由出鐵口和出渣口放出 。 高爐自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的重要性 高爐是 鋼鐵 生產(chǎn)線中最重要的基礎(chǔ)設(shè)備 。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，高爐操作人員所面臨的壓力越來越大，人員越來越少，而對(duì)高爐操作穩(wěn)定性的要求則越來越高，這就迫切需要將高爐操作人員從一般 性的事物中解放出來，一些常規(guī)的、重要的管理工作，如水溫差的測(cè)定、 熱 負(fù)荷的計(jì)算等讓計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)去完成，而高爐操作人員則專注于根據(jù)各種信息對(duì)高爐過程進(jìn)行分析與判斷，從而發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)所在。例如， 1987 年世界鋼產(chǎn)量的 %是用高爐鐵水冶煉出來的。 Detection。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 高爐自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè) 的上游主體工序。 Process Control。從能源角度看，高爐所消耗的能量約占煉鋼流程總能耗的 60%~70%。 非高爐煉鐵 由于高爐煉鐵 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好、可靠、產(chǎn)量大、 效率高 、 能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵占世界生鐵總產(chǎn)量的 90%以上，但一些缺乏焦炭資源的國(guó)家和地區(qū)，也使用非高爐煉鐵法。 高爐 在鋼鐵廠處于喉舌位置， 它 需及時(shí)持續(xù)地為鋼廠提供穩(wěn)定、高質(zhì)的鐵水 。 在高爐煉鐵過 程中 ， 煉鐵工藝的連續(xù)化生產(chǎn) 流程是由諸多子工序組成的復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng) ，從自動(dòng)化控制角度考慮 高爐冶煉過程 ， 高爐流程是以值班工長(zhǎng)為指揮中心的多工序 、多崗位 、 分工配合 、 協(xié)調(diào)進(jìn)行的生產(chǎn)流程 。爐缸設(shè)有風(fēng)口、鐵口和渣口。爐喉直徑應(yīng)和爐缸直徑、爐腰直徑及大鐘直徑比例適當(dāng)。 爐腹 是 高爐熔化和造渣的主要區(qū)段，呈倒錐臺(tái)形。只有砌體表面溫度降低到它所接觸的渣鐵凝固溫度，并且表面生成渣皮（或鐵殼），才能阻止其進(jìn)一步受到侵蝕，所以必需對(duì)爐底進(jìn)行冷卻 ， 通常采用風(fēng)冷或水冷。爐襯是用能夠抵抗高溫作用的耐火材料砌筑而成的。包括貯礦槽、稱量與篩分等一系列設(shè)備，其任務(wù)是將高爐冶煉所需原燃料通過上料系統(tǒng)裝入高爐。包括原煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴粉等，其任務(wù)是均勻穩(wěn)定的向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。因此， 高爐 檢測(cè)系統(tǒng) 具有重要意義。 本溫度檢測(cè)系統(tǒng)主要以熱電偶為檢測(cè)元件，通過熱電偶感受溫度變化，熱電偶將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)信號(hào)，然后送至溫度變送器，將熱電勢(shì)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的 420mA 輸出，溫度變送器出來的信號(hào)直接由多點(diǎn)式 記錄儀指示和記錄。熱輻射是由于內(nèi)外原因使物體內(nèi)部帶電粒子不斷運(yùn)動(dòng)，使物體具有一定溫度 (高于絕對(duì)零度 )而產(chǎn)生一種熱輻射現(xiàn)象。 熱電阻在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用也極為廣泛，其優(yōu)點(diǎn)也很多， 可以遠(yuǎn)傳電信號(hào) 、 靈敏度高 、 穩(wěn)定性強(qiáng) 、 互換性以及準(zhǔn)確性都比較好，但是需要電源激勵(lì)，不能夠瞬時(shí)測(cè)量溫度的變化。在選擇對(duì)熱電偶和 熱電阻 的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn) ： （ 1） 為了使 熱電偶 和熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換 ， 應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置 ， 盡量避免在閥門 ,彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻 。若必須水平安裝，則插入深度 不宜過長(zhǎng)，且 應(yīng)用耐火粘土或耐熱合金制成的支架將熱電偶 或熱電阻 支撐住。節(jié)流裝置把流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)，通過引壓管送到差壓計(jì)，差壓計(jì)進(jìn)一步將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，顯示儀表將接收到的電流信號(hào) 進(jìn)行顯示。 在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，節(jié)流式流量計(jì)也占流量?jī)x表總數(shù)的一半以上 。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔板，我國(guó)國(guó)家規(guī)定，標(biāo) 準(zhǔn)的取壓方式有角接取壓法、法蘭取壓法和 2DD? 取壓法。比較復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng)就是帶計(jì)算機(jī)的壓力檢測(cè)系統(tǒng)。究竟選擇多大量程的儀表，應(yīng)由測(cè)量過程所需要測(cè)量的壓力的大小來決定。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第四章 高爐爐頂壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 爐頂煤氣壓力控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 爐頂煤氣壓力控制是 高爐控制系統(tǒng)中最重要的一部分， 高爐 是高壓操作， 它 是強(qiáng)化高爐冶煉技術(shù)的有效技術(shù)措施。在所有反饋控制系統(tǒng)中，單回路控制系統(tǒng)是最基本、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。 分程控制系統(tǒng)設(shè)置的目的有兩種。閥門定位器相當(dāng)于一 只可變放大倍數(shù) 且零點(diǎn)可以調(diào)整的放大器。 本控制系統(tǒng) 為一個(gè)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，由于爐頂壓力很高，煤氣管道直徑很大，故調(diào)節(jié)閥是成組實(shí)現(xiàn)的，本文采用了三個(gè)控制閥，分別是自動(dòng)閥、量程閥、快開閥。在構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，被控變量的選擇十分重要，它關(guān)系到系統(tǒng)能否達(dá)到穩(wěn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 定操作、增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、保證安全等目的 ，關(guān)系到控制方案的成敗。當(dāng)無法獲得直接 質(zhì)量 指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量和變送信號(hào)滯后很大時(shí)，可選擇與直接 質(zhì)量 指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。 （ 2）操縱 變量應(yīng)該是系統(tǒng)中所有輸入變量中對(duì)被控變量影響最大的一個(gè)。正常工況下要求 執(zhí)行器 開度處于 15％～ 85％ 之間。 又因?yàn)閮砷y是同向動(dòng)作，所以都為氣閉閥。適用于過程容量滯后較大的場(chǎng)合。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 為了保證能夠成負(fù)反饋，過程控制系統(tǒng)要能正常工作，系統(tǒng)開環(huán)總放大倍數(shù)必須為負(fù)，而系統(tǒng)開環(huán)總放大倍數(shù)為系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)放大倍數(shù)的乘積，則該系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的極性 (可用其靜態(tài)放大系數(shù)表示 )相乘必須為正。儀控部分完成對(duì)高爐本體、熱風(fēng)爐等個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、顯示，以及對(duì)壓力、溫度等 PID 調(diào)節(jié)。 MCGS 具有操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。例如 MCGS在處理數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和異常處理等關(guān)鍵任務(wù)時(shí)，可在主機(jī)運(yùn)行周期時(shí)間內(nèi)分時(shí)處理打印數(shù)據(jù)等類似的非關(guān)鍵性工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并行處理多任務(wù)、多進(jìn)程。 MCGS提供了良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作 權(quán)限。 （ 8）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶分步組態(tài)提供極大方便。 （ 10）方便控制復(fù)雜的運(yùn)行流程。 （ 11）良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯(cuò)控制。 （ 6）強(qiáng)大的網(wǎng)