【導讀】工期安排：2021年11月1日開工；2021年1月30日竣工。具體安裝內(nèi)容包括空氣過濾器及壓縮系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)、纜、柜子等安裝；施工還包括分餾塔區(qū)域照明電氣施工。空壓機系統(tǒng)：主電機20200KW，電壓10KV，變頻啟動；低壓輔助項目安裝調(diào)試；高壓電氣系統(tǒng)施工：圖紙ⅡD9中的全部內(nèi)容，原理圖見D542。高壓配電室8面高壓開關柜安裝調(diào)試；1臺容量為9700KVA、電壓等級為10KV/3KV的干式升壓變壓器安裝調(diào)試；1套3600mm×1200mm×2200mm高壓變頻啟動柜、1. 機接線盒內(nèi)）及相應銅母線的制作安裝；3臺用于降壓啟動用的10KV干式鐵芯電抗器安裝；試車；電氣設備試驗要求出具具有資質(zhì)單位的試驗報告。低于雙層125mm*10mm），長度以圖紙設計為參考，具體尺寸以現(xiàn)場實測為準；澆筑地面鑿孔800mm×500mm約4個。以上系統(tǒng)全部進入DCS系統(tǒng)并負責電線、電纜的敷設與橋架的安裝?？装宓牟顗盒盘柦又敛顗鹤兯推?。氣源接至敷設至此的主氣源管,控制與反饋信號接至DCS系統(tǒng)I/O端子。樣氣由測點接至分析柜入口閥，采樣管經(jīng)橋架敷設。

　　

【正文】 過程控制的發(fā)展與現(xiàn)狀 ............................................ 4 論文的主要研究內(nèi)容與結構安排 ........................................ 4 PROFIBUSDP現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng) ..................................... 6 PROFIBUSDP概述 ................................................. 6 PROFIBUSDP網(wǎng)絡結構與網(wǎng)絡接口 ................................... 6 工業(yè)以太網(wǎng)技術 ...................................................... 6 工業(yè)以太網(wǎng)概述 .................................................. 6 現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)結合 ............................................ 6 PLC 在鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯自動控制系統(tǒng)中的應用 .............................. 7 STEP7 編程軟件概述 ............................................... 7 鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機控制系統(tǒng)的機架組態(tài) .......................... 8 PLC 控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 ........................................... 8 小結 ............................................................... 10 WINCC 組態(tài)軟件的體系結構 ............................................ 11 用戶接口和操作 ................................................. 11 圖形系統(tǒng) ....................................................... 11 報警系統(tǒng) ....................................................... 11 歸檔系統(tǒng) ....................................................... 11 利用 WINCC 實現(xiàn)球團燒結過程的實時監(jiān)測 ................................ 12 遼寧科技大學成人教育學院畢業(yè)設計（論文） VI 小結 ............................................................... 16 結 論 .................................................................... 17 致 謝 .................................................................... 17 參考文獻 ................................................................. 19 1 1 緒 論 鐵礦球團是 20世紀早期開發(fā)出的一種細粒精礦的造塊方法。它是富礦資源日益枯竭、貧礦資源大量開發(fā)利用的結果。隨著現(xiàn)代高爐煉鐵對精料的苛刻要求，以及鋼鐵冶煉短流程的興起，球團礦在鋼鐵工業(yè)中的作用愈加重要。隨著國際、國內(nèi)市場的不斷發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。因此追求高質(zhì)量的產(chǎn)品、低成本的消耗成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中立于不敗之地的最首要的保證。我國鋼鐵企業(yè)的劣勢之一是鐵礦資源品質(zhì)差，鐵精礦質(zhì)量低，成本高。企業(yè)在面對入世后鋼材市場激烈競爭的局面，要求生存，求發(fā)展，在市場競爭中立于不敗之地，必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本 ，才能與國際市場接軌。 我國球團生產(chǎn)發(fā)展在相當長時期內(nèi)一直處于企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模小、水平低，“ 小而散 ” 的生產(chǎn)狀態(tài)，所生產(chǎn)的球團礦品位低、冶金性能差、質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足高爐生產(chǎn)需要。隨著我國煉鐵工業(yè)逐漸形成的以高堿度燒結礦合理配用酸性球團礦為主要形式的高爐爐料結構的確立，促使球團礦成為高爐爐料的重要組成部分。近十多年來，我國球團礦生產(chǎn)得到較快發(fā)展，年產(chǎn)量達到 3000萬 t，但仍僅占高爐爐料的 10%左右，與國外高達 50%甚至更高比例相比，相差甚遠，我國球團生產(chǎn)具有良好發(fā)展前景。 目前在我國鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯氧化球團裝 置的建成投產(chǎn)和多年的連續(xù)生產(chǎn)實踐，為我國鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯氧化球團的發(fā)展，提供了成熟的經(jīng)驗和可靠的技術依據(jù) [1]。生產(chǎn)中鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯設備的比例在不斷加大 ,設備的大型化是目前國內(nèi)外球團生產(chǎn)的一個重要標志，是未來球團工業(yè)發(fā)展的總趨勢。針對鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯工藝球團燒結這樣的復雜生產(chǎn)過程，自動控制的主要目標是穩(wěn)定生產(chǎn)工藝狀況，避免人為因素造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的劇烈波動，確保生產(chǎn)能夠獲得最大的效益，這就對生產(chǎn)過程自動化控制提出了如下的要求：必須通過先進的計算機控制手段實現(xiàn)關鍵工藝參數(shù)的穩(wěn)定化控制，保證生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量目標的實 現(xiàn)，以獲得最大的生產(chǎn)效益，這就是基于生產(chǎn)工藝目標要求的計算機控制問題。實現(xiàn)這一控制目標存在兩方面的問題需要解決：復雜工業(yè)過程的關鍵參數(shù)穩(wěn)定化控制和這些參數(shù)的優(yōu)化配置。解決第一個問題，可以降低生產(chǎn)過程的波動，確保生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定和持續(xù)運行；解決第二個問題，可以將系統(tǒng)維持在較優(yōu)的狀態(tài)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益。 球團燒結過程概述 鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯氧化球團燒結工藝流程 鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯球團法是一種聯(lián)合機組生產(chǎn)球團礦的方法 [2]。它的主要特點是生球的干燥預熱、預熱球的焙燒固結、焙燒球的冷卻 分別在 3個不同的設備中進行。而作為生球脫水干燥和預熱氧化的熱工設備 鏈篦機，它將生球布在慢速的篦板上，利用環(huán)冷機的余熱及回轉(zhuǎn)窯排出的熱氣流對生球進行鼓風干燥及抽風干燥、預熱氧化，脫除吸附水和結晶水，并達到足夠的抗壓強度（ 300500N/個）后 直接送入回轉(zhuǎn)窯進行焙燒，由于回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度高，且回轉(zhuǎn)，所以加熱均勻，不受礦石種類限制，而且可以得到質(zhì)量穩(wěn)定的球團。 遼寧科技大學成人教育學院畢業(yè)設計（論文） 2 1. 氧化焙燒系統(tǒng) 經(jīng)過鏈篦機預熱后的球團通過鏟料板和給料溜槽給人回轉(zhuǎn)窯中，并在隨回轉(zhuǎn)窯沿周邊翻滾的同時，沿軸向朝窯頭方向移動。在窯頭裝有專門設計的雙 調(diào)節(jié)伸縮式噴煤管，通過煤管伸縮和一次風量變化控制煤粉燃燒的火焰形狀和火焰長度。同時將環(huán)冷卻機一冷段 1100 ℃ 熱廢氣引入窯頭罩，作為補充二次風。以保證窯內(nèi)所需焙燒溫度。球團在窯內(nèi)主要受熱輻射作用，邊翻滾邊焙燒，從而得到均勻焙燒?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)球團焙燒溫度 1 250～ 1300 ℃ ，球團在回轉(zhuǎn)窯中停留時間約為 30 min。焙燒好的球團通過回轉(zhuǎn)窯窯頭罩內(nèi)溜槽和固定篩卸到環(huán)冷卻機受料斗內(nèi)。 2. 成品球團礦冷卻系統(tǒng) 環(huán)冷卻機承擔回轉(zhuǎn)窯排出的溫度近 1250～ 1300 ℃ 的熱球團礦，其粒度為 8～16 mm， FeO含量低于 8％ ，經(jīng)過窯頭罩固定將大塊篩出后，通過環(huán)冷卻機受料斗均勻布在環(huán)冷機臺車上。球團礦在環(huán)冷卻機上被冷卻，正常冷卻時間 48 min，同時球團礦中剩余的 FeO得到進一步氧化，最終使球團礦中 FeO含量降低 1％以下，溫度降到 150 ℃ 以下。 環(huán)冷卻機煙罩分四個區(qū)域，一冷段 1100 ℃ 熱氣通過受料斗上部窯頭罩和平行管道直接回回轉(zhuǎn)窯用于提高窯內(nèi)氣氛溫度；二冷段 760 ℃ 熱氣流直接通過熱風管道和沉降室返回鏈篦機預熱 1段煙罩，用于球團的干燥和預熱；三冷段 360 ℃熱風由風機引至鏈篦機鼔風干燥段兌入冷風，對鏈篦機鏈床上的生球進行鼔風 干燥；四冷段 90～ 105 ℃ 廢氣通過環(huán)冷機上的煙筒直接排放。環(huán)冷機鼓風機通過風門自動調(diào)節(jié)冷卻風量，控制回熱風溫度。 鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機的檢測和自動控制 1. 鏈篦機 干燥預熱系統(tǒng) 鏈篦機干燥預熱系統(tǒng)的檢測和控制的項目有鏈篦機速度、料層厚度的檢測和控制；鏈篦機 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機速度聯(lián)動比例控制；鏈篦機鼔風干燥段、抽風干燥段和預熱段煙罩溫度及其壓力的檢測與調(diào)節(jié)；鼔風干燥段、抽風干燥段和預熱段風箱溫度及其壓力的檢測；鏈篦機回水流量和進水壓力的檢測與顯示。將檢測信號送計算機和電氣連鎖。 2. 回轉(zhuǎn)窯氧化 焙燒系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒系統(tǒng)的檢測和控制項目有回轉(zhuǎn)窯點火用煤粉量控制；回轉(zhuǎn)窯點火燒嘴用一、二次風量的檢測與控制；回轉(zhuǎn)窯窯位的檢測及控制；回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)氣體最高溫度的檢測與控制；回轉(zhuǎn)窯窯皮溫度、窯頭和窯尾密封罩溫度、固定篩水冷回水流量和給水壓力的檢測。 3. 環(huán)冷機冷卻系統(tǒng) 環(huán)冷機冷卻系統(tǒng)檢測和控制的項目有二冷段、三冷段回熱風溫度的檢測和控制，二冷段、三冷段回熱風壓力的檢測、顯示和報警；根據(jù)排礦溫度信號自動控制環(huán)冷風機的轉(zhuǎn)速，改變風量，以調(diào)節(jié)排礦溫度；環(huán)冷機機速、料厚、卸料斗料遼寧科技大學成人教育學院畢業(yè)設計（論文） 3 位的檢測和控制。環(huán)冷機冷卻風機出口壓 力、冷卻水進水壓力和冷卻水進水流量的檢測顯示。 球團燒結主要設備及結構特點 鏈篦機結構特點 1. 傳動裝置 傳動裝置形式為雙側(cè)傳動，主要由電動機、懸掛減速裝置和稀油潤滑系統(tǒng)等組成。其驅(qū)動方式為：電動機 → 懸掛減速裝置 → 鏈篦機頭部主軸裝置。為適應鏈篦機生產(chǎn)能力和原料狀況的變化，設計中選用了變頻專用電動機進行變頻調(diào)速，使鏈篦機運行裝置的運行速度在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了無級調(diào)速。懸掛減速裝置采用三環(huán)減速機形式，左右各一套，通過膨脹套連接懸掛在頭部主軸的兩端。 2. 運行部分 運行部分是鏈篦機的核心，它 是由驅(qū)動鏈輪裝置、從動鏈輪裝置、側(cè)密封、上托輥、下托輥、鏈篦裝置及拉緊裝置組成。驅(qū)動裝置安裝在鏈篦機的頭部鏈輪軸上裝有 6個等間距的鏈輪。軸承采用滾動軸承，該軸承設計成水冷式，同時側(cè)板采用耐熱內(nèi)襯隔熱。主軸為中間固定，兩端可自由伸長，軸心采用通水冷卻措施。側(cè)密封包括靜密封和動密封。靜密封固定在鏈篦機的骨架上，動密封由鏈篦機的側(cè)板所形成。 3. 鏟料板裝置 鏟料板裝置包括鏟料板及支承、鏈條裝置、重錘裝置及拉緊裝置。鏟料板的主要作用是將篦板上的物料送入回轉(zhuǎn)窯。重錘裝置可以使鏟料板做起伏運動，既可以躲避嵌在篦板上的 碎球?qū)︾P料板的頂啃，又可以防止鏟料板漏球，鏟料板支撐梁采用通水冷卻，以提高其使用壽命。 回轉(zhuǎn)窯結構特點 回轉(zhuǎn)窯主要由筒體、窯頭、窯尾密封裝置、傳動裝置、拖輪支承裝置，滑環(huán)裝置組成。筒體由兩組拖輪支承，靠一套大齒輪及懸掛在其上的柔性裝置、液壓馬達驅(qū)動筒體旋轉(zhuǎn)，在窯的進料端和排料端分別設有特殊的密封裝置，防止漏風、樓料。 1. 窯頭、窯尾密封裝置：窯尾密封裝置由窯尾罩、進料溜罩及鱗片密封裝置組成，主要是聯(lián)系鏈篦機頭部與回轉(zhuǎn)窯筒體尾部，組成鏈篦機與回轉(zhuǎn)窯的料流通道。窯頭密封裝置由窯頭箱及鱗片密 封裝置組成，主要是聯(lián)系回轉(zhuǎn)窯頭部與冷卻機給料斗，由回轉(zhuǎn)窯筒體來的焙燒球團礦，進入窯頭箱后通過其下方的固定篩，由給料斗給到冷卻機臺車上進行冷卻。 2. 筒體：筒體由不同厚度的鋼板焊接而成。筒體支承點的滾圈是嵌套在筒體上的，并用擋鐵固定在筒體上。 3. 支承裝置：本回轉(zhuǎn)窯有兩個支承點，從排料端到進料端分別為 1號和2號；其中 2號靠近傳動裝置，在安裝時定為基準點。每組支承點均由嵌在筒體的滾圈支承在兩個拖輪上，它支承筒的重量并防止筒變形。拖輪軸承采用滾動軸承，軸承由通向軸承座內(nèi)的冷卻水來冷卻。筒體安裝 傾斜角度 176。 至 176。 。由推力擋輪來實現(xiàn)竄窯時筒體的縱向移動。 遼寧科技大學成人教育學院畢業(yè)設計（論文） 4 4. 傳動裝置：回轉(zhuǎn)窯傳動方式有電機 減速機傳動方式和柔性傳動方式。電機 減速機傳動方式由于安全性差、噪音大，新設計的回轉(zhuǎn)窯一般不予以采用。柔性減速裝置提供回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)動力，它裝在大齒輪上的連桿與筒體連接而使筒體轉(zhuǎn)動。主要由動力站、液壓馬達及懸掛轉(zhuǎn)速機等組成。 5. 熱電偶滑環(huán)裝置：熱電偶滑環(huán)裝置用于將熱電偶的溫度信號送到主控儀表室進行監(jiān)控，以作為溫度控制的重要依據(jù)?；剞D(zhuǎn)窯是一個尾部高，頭部低的傾斜筒體。球團在筒體滾動爆落的 同時，又從窯尾向窯頭不停的滾動落下，最后經(jīng)窯尾排出，也就是說球在窯內(nèi)的焙燒過程是一個機械運動、理化反應與熱工運動的綜合過程。 環(huán)冷機結構特點 環(huán)冷機是由支架、臺車、導軌、風機、機罩及傳動裝置組成。環(huán)冷機是一個環(huán)狀槽形結構，由若干可翻轉(zhuǎn)的臺車組成環(huán)形工作表面，環(huán)形式中車兩側(cè)圍有內(nèi)外墻，構成環(huán)狀回轉(zhuǎn)體，內(nèi)外墻內(nèi)壁均襯有耐火材料?；剞D(zhuǎn)環(huán)體上部固定一個襯有耐火材料的環(huán)冷機罩?；剞D(zhuǎn)環(huán)體與固定機罩之間設有砂封裝置，防止漏風。環(huán)冷機可分成給礦部、高溫部（第一冷卻段）、低溫段（第二、第三冷卻段）和排礦部等幾部分 。 工業(yè)過程控制的發(fā)展與現(xiàn)狀 工業(yè)過程控制是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術。目前，工業(yè)過