高炉监控系统的应用研究

论文摘要

本论文以马钢（合肥）公司3#高炉大修改造为研究背景,在查阅了大量国内外相关文献的基础上,对国内外高炉计算机控制的发展概况、现状及趋势作了较为详细的介绍,阐述了高炉监控系统的总体设计以及PLC和WinCC在监控系统中的应用。这次改造根据高炉工艺对计算机监控系统的要求,采用西门子公司S7-300系列的PLC和研华工业控制计算机（IPC）,组成以工业以太网为基础的计算机监控系统。主要完成了对高炉本体、卷扬系统和热风炉过程监控系统的设计。监控部分采用西门子公司的组态软件WinCC6.0为开发工具,设计了系统的监控画面,并编制了相应的监控程序。该系统的主要功能是对现场过程数据进行动态监视,完成历史数据归档及异常信号的报警,对现场操作进行指导,并在高炉及热风炉值班室和卷扬控制室能对高炉本体、热风炉以及卷扬系统的生产过程进行实时控制。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 高炉控制技术简介
• 1.2 高炉控制技术的发展概况
• 1.3 本课题研究的内容
• 第二章 高炉监控系统
• 2.1 高炉炼铁
• 2.1.1 工艺简介
• 2.1.2 经济技术指标
• 2.2 高炉系统的控制功能
• 2.2.1 电气设备的控制
• 2.2.2 工艺参数的控制
• 2.3 高炉控制系统改造的目的和原则
• 2.4 改造后控制系统的构成
• 2.4.1 高炉本体部分的硬件配置（3#PLC）
• 2.4.2 槽下上料系统过程站（1#PLC）
• 2.4.3 热风炉过程控制站（2#PLC）
• 第三章 PLC控制系统的软件设计
• 3.1 SIEMENS（西门子）PLC概述
• 3.1.1 可编程序控制器的工作方式与运行框图
• 3.1.2 可编程序控制器的工作过程
• 3.1.3 可编程控制器对输入/输出的处理原则
• 3.2 S7-300的概况
• 3.2.1 S7-300的组成部件
• 3.2.2 I/O模块地址的确定
• 3.2.3 模块诊断与过程中断
• 3.2.4 S7-300的CPU模块
• 3.3 S7-300的输入/输出模块
• 3.4 PLC程序设计的总体结构
• 3.5 本课题的PLC控制程序的软件设计
• 3.5.1 高炉本体PLC控制
• 3.5.2 槽下上料系统PLC控制
• 第四章 高炉监控系统的组态软件设计
• 4.1 工业监控组态软件——WinCC
• 4.2 上位机监控画面的要求
• 4.3 高炉本体监控系统软件设计
• 4.3.1 高炉本体监控画面概貌
• 4.3.2 高炉本体工艺流程图
• 4.3.3 高炉本体综合趋势图
• 4.4 卷扬控制系统软件设计
• 4.5 热风炉控制系统软件设计
• 第五章 高炉控制系统的通讯协议
• 5.1 控制系统的通讯网络结构
• 5.2 工业以太网的通讯
• 5.3 WinCC与PLC间的过程通讯
• 5.4 过程现场总线Profibus
• 5.5 S7-300与ET200站间的通讯
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录1 部分符号表
• 附录2 部分梯形图