【導(dǎo)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(yù)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?？諌簷C(jī)系統(tǒng)：主電機(jī)20200KW，電壓10KV，變頻啟動；低壓輔助項(xiàng)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(guān)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(jī)接線盒內(nèi)）及相應(yīng)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(shè)備試驗(yàn)要求出具具有資質(zhì)單位的試驗(yàn)報(bào)告。低于雙層125mm*10mm），長度以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為參考，具體尺寸以現(xiàn)場實(shí)測為準(zhǔn)；澆筑地面鑿孔800mm×500mm約4個(gè)。以上系統(tǒng)全部進(jìn)入DCS系統(tǒng)并負(fù)責(zé)電線、電纜的敷設(shè)與橋架的安裝。孔板的差壓信號接至差壓變送器。氣源接至敷設(shè)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(diǎn)接至分析柜入口閥，采樣管經(jīng)橋架敷設(shè)。

　　

【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(jié)構(gòu)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(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)接口 ................................... 6 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) ...................................................... 6 工業(yè)以太網(wǎng)概述 .................................................. 6 現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)結(jié)合 ............................................ 6 PLC 在鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 .............................. 7 STEP7 編程軟件概述 ............................................... 7 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)架組態(tài) .......................... 8 PLC 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 ........................................... 8 小結(jié) ............................................................... 10 WINCC 組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu) ............................................ 11 用戶接口和操作 ................................................. 11 圖形系統(tǒng) ....................................................... 11 報(bào)警系統(tǒng) ....................................................... 11 歸檔系統(tǒng) ....................................................... 11 利用 WINCC 實(shí)現(xiàn)球團(tuán)燒結(jié)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測 ................................ 12 遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 小結(jié) ............................................................... 16 結(jié) 論 .................................................................... 17 致 謝 .................................................................... 17 參考文獻(xiàn) ................................................................. 19 1 1 緒 論 鐵礦球團(tuán)是 20世紀(jì)早期開發(fā)出的一種細(xì)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(jié)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(tuán)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(tuán)生產(chǎn)發(fā)展在相當(dāng)長時(shí)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(tuán)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(jié)礦合理配用酸性球團(tuán)礦為主要形式的高爐爐料結(jié)構(gòu)的確立，促使球團(tuán)礦成為高爐爐料的重要組成部分。近十多年來，我國球團(tuán)礦生產(chǎn)得到較快發(fā)展，年產(chǎn)量達(dá)到 3000萬 t，但仍僅占高爐爐料的 10%左右，與國外高達(dá) 50%甚至更高比例相比，相差甚遠(yuǎn)，我國球團(tuán)生產(chǎn)具有良好發(fā)展前景。 目前在我國鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)裝 置的建成投產(chǎn)和多年的連續(xù)生產(chǎn)實(shí)踐，為我國鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)的發(fā)展，提供了成熟的經(jīng)驗(yàn)和可靠的技術(shù)依據(jù) [1]。生產(chǎn)中鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的比例在不斷加大 ,設(shè)備的大型化是目前國內(nèi)外球團(tuán)生產(chǎn)的一個(gè)重要標(biāo)志，是未來球團(tuán)工業(yè)發(fā)展的總趨勢。針對鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯工藝球團(tuán)燒結(jié)這樣的復(fù)雜生產(chǎn)過程，自動控制的主要目標(biāo)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(jìn)的計(jì)算機(jī)控制手段實(shí)現(xiàn)關(guān)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(biāo)的實(shí) 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(biāo)要求的計(jì)算機(jī)控制問題。實(shí)現(xiàn)這一控制目標(biāo)存在兩方面的問題需要解決：復(fù)雜工業(yè)過程的關(guān)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(gè)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(yùn)行；解決第二個(gè)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(tuán)燒結(jié)過程概述 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)燒結(jié)工藝流程 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)法是一種聯(lián)合機(jī)組生產(chǎn)球團(tuán)礦的方法 [2]。它的主要特點(diǎn)是生球的干燥預(yù)熱、預(yù)熱球的焙燒固結(jié)、焙燒球的冷卻 分別在 3個(gè)不同的設(shè)備中進(jìn)行。而作為生球脫水干燥和預(yù)熱氧化的熱工設(shè)備 鏈篦機(jī)，它將生球布在慢速的篦板上，利用環(huán)冷機(jī)的余熱及回轉(zhuǎn)窯排出的熱氣流對生球進(jìn)行鼓風(fēng)干燥及抽風(fēng)干燥、預(yù)熱氧化，脫除吸附水和結(jié)晶水，并達(dá)到足夠的抗壓強(qiáng)度（ 300500N/個(gè)）后 直接送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)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(tuán)。 遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1. 氧化焙燒系統(tǒng) 經(jīng)過鏈篦機(jī)預(yù)熱后的球團(tuán)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(shí)，沿軸向朝窯頭方向移動。在窯頭裝有專門設(shè)計(jì)的雙 調(diào)節(jié)伸縮式噴煤管，通過煤管伸縮和一次風(fēng)量變化控制煤粉燃燒的火焰形狀和火焰長度。同時(shí)將環(huán)冷卻機(jī)一冷段 1100 ℃ 熱廢氣引入窯頭罩，作為補(bǔ)充二次風(fēng)。以保證窯內(nèi)所需焙燒溫度。球團(tuán)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(tuán)焙燒溫度 1 250～ 1300 ℃ ，球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯中停留時(shí)間約為 30 min。焙燒好的球團(tuán)通過回轉(zhuǎn)窯窯頭罩內(nèi)溜槽和固定篩卸到環(huán)冷卻機(jī)受料斗內(nèi)。 2. 成品球團(tuán)礦冷卻系統(tǒng) 環(huán)冷卻機(jī)承擔(dān)回轉(zhuǎn)窯排出的溫度近 1250～ 1300 ℃ 的熱球團(tuán)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(jī)受料斗均勻布在環(huán)冷機(jī)臺車上。球團(tuán)礦在環(huán)冷卻機(jī)上被冷卻，正常冷卻時(shí)間 48 min，同時(shí)球團(tuán)礦中剩余的 FeO得到進(jìn)一步氧化，最終使球團(tuán)礦中 FeO含量降低 1％以下，溫度降到 150 ℃ 以下。 環(huán)冷卻機(jī)煙罩分四個(gè)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(fēng)管道和沉降室返回鏈篦機(jī)預(yù)熱 1段煙罩，用于球團(tuán)的干燥和預(yù)熱；三冷段 360 ℃熱風(fēng)由風(fēng)機(jī)引至鏈篦機(jī)鼔風(fēng)干燥段兌入冷風(fēng)，對鏈篦機(jī)鏈床上的生球進(jìn)行鼔風(fēng) 干燥；四冷段 90～ 105 ℃ 廢氣通過環(huán)冷機(jī)上的煙筒直接排放。環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)門自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，控制回?zé)犸L(fēng)溫度。 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)的檢測和自動控制 1. 鏈篦機(jī) 干燥預(yù)熱系統(tǒng) 鏈篦機(jī)干燥預(yù)熱系統(tǒng)的檢測和控制的項(xiàng)目有鏈篦機(jī)速度、料層厚度的檢測和控制；鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)速度聯(lián)動比例控制；鏈篦機(jī)鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段煙罩溫度及其壓力的檢測與調(diào)節(jié)；鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段風(fēng)箱溫度及其壓力的檢測；鏈篦機(jī)回水流量和進(jìn)水壓力的檢測與顯示。將檢測信號送計(jì)算機(jī)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(xiàng)目有回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火用煤粉量控制；回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火燒嘴用一、二次風(fēng)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(jī)冷卻系統(tǒng) 環(huán)冷機(jī)冷卻系統(tǒng)檢測和控制的項(xiàng)目有二冷段、三冷段回?zé)犸L(fēng)溫度的檢測和控制，二冷段、三冷段回?zé)犸L(fēng)壓力的檢測、顯示和報(bào)警；根據(jù)排礦溫度信號自動控制環(huán)冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)量，以調(diào)節(jié)排礦溫度；環(huán)冷機(jī)機(jī)速、料厚、卸料斗料遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 位的檢測和控制。環(huán)冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)出口壓 力、冷卻水進(jìn)水壓力和冷卻水進(jìn)水流量的檢測顯示。 球團(tuán)燒結(jié)主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鏈篦機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1. 傳動裝置 傳動裝置形式為雙側(cè)傳動，主要由電動機(jī)、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(jī) → 懸掛減速裝置 → 鏈篦機(jī)頭部主軸裝置。為適應(yīng)鏈篦機(jī)生產(chǎn)能力和原料狀況的變化，設(shè)計(jì)中選用了變頻專用電動機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，使鏈篦機(jī)運(yùn)行裝置的運(yùn)行速度在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速。懸掛減速裝置采用三環(huán)減速機(jī)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(yùn)行部分 運(yùn)行部分是鏈篦機(jī)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(jī)的頭部鏈輪軸上裝有 6個(gè)等間距的鏈輪。軸承采用滾動軸承，該軸承設(shè)計(jì)成水冷式，同時(shí)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(jī)的骨架上，動密封由鏈篦機(jī)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(yùn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(dá)驅(qū)動筒體旋轉(zhuǎn)，在窯的進(jìn)料端和排料端分別設(shè)有特殊的密封裝置，防止漏風(fēng)、樓料。 1. 窯頭、窯尾密封裝置：窯尾密封裝置由窯尾罩、進(jìn)料溜罩及鱗片密封裝置組成，主要是聯(lián)系鏈篦機(jī)頭部與回轉(zhuǎn)窯筒體尾部，組成鏈篦機(jī)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(jī)給料斗，由回轉(zhuǎn)窯筒體來的焙燒球團(tuán)礦，進(jìn)入窯頭箱后通過其下方的固定篩，由給料斗給到冷卻機(jī)臺車上進(jìn)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(diǎn)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(gè)支承點(diǎn)，從排料端到進(jìn)料端分別為 1號和2號；其中 2號靠近傳動裝置，在安裝時(shí)定為基準(zhǔn)點(diǎn)。每組支承點(diǎn)均由嵌在筒體的滾圈支承在兩個(gè)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(shí)現(xiàn)竄窯時(shí)筒體的縱向移動。 遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 4. 傳動裝置：回轉(zhuǎn)窯傳動方式有電機(jī) 減速機(jī)傳動方式和柔性傳動方式。電機(jī) 減速機(jī)傳動方式由于安全性差、噪音大，新設(shè)計(jì)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(dá)及懸掛轉(zhuǎn)速機(jī)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(jìn)行監(jiān)控，以作為溫度控制的重要依據(jù)?；剞D(zhuǎn)窯是一個(gè)尾部高，頭部低的傾斜筒體。球團(tuán)在筒體滾動爆落的 同時(shí)，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(gè)機(jī)械運(yùn)動、理化反應(yīng)與熱工運(yùn)動的綜合過程。 環(huán)冷機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 環(huán)冷機(jī)是由支架、臺車、導(dǎo)軌、風(fēng)機(jī)、機(jī)罩及傳動裝置組成。環(huán)冷機(jī)是一個(gè)環(huán)狀槽形結(jié)構(gòu)，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(gòu)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(gè)襯有耐火材料的環(huán)冷機(jī)罩。回轉(zhuǎn)環(huán)體與固定機(jī)罩之間設(shè)有砂封裝置，防止漏風(fēng)。環(huán)冷機(jī)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(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)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(shù)。目前，工業(yè)過