高炉上料PLC控制系统设计报告
基于PLC的高炉上料控制系统研究
２ 硬 件 系统及 系统 软件 供料 系统在受料 电气室设有一套 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 ， 在矿焦槽 电气室设有远程 Ｉ ／ Ｏ， 采用 ｓ ７ — ４ １ ４ ， 设１ 个 中
央机架 Ｕ Ｒ ２ ， 配有独立 电源模板 Ｐ Ｓ ４ ０ ７ Ｉ Ｏ Ａ， １ 个 Ｃ Ｐ Ｕ ４ １ ４ — ２ 。Ｉ ／ Ｏ系 统 采 用 Ｅ Ｔ ２ ０ ０ Ｍ， 配置 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ ． Ｂ Ｕ Ｓ — Ｄ Ｐ网 络 访 问 Ｉ ／ Ｏ 。Ｐ Ｌ Ｃ组 态 编 程 软 件 用 Ｓ Ｉ Ｅ ．
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的高炉上料控制系统研究
苏海 东
（ 山西太钢不锈钢 股份 有限公 司 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ３ ）
摘
要： 介绍 了太钢 ５ ＃ ４ ３ ５ ０１ １ １ 高炉矿槽 炉顶 上料 系统的工艺流程。以及西 门子公 司Ｓ ７系列Ｐ Ｌ Ｃ￣ １ 系统的特点 、
硬件 组态及软件功能 ， 并详细介 绍 了Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统的主要 控制功能 。 关键 词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ； 自动控制 ； 上料 系统 ； 高炉
第１ 期（ 总第ｌ ３ １ 期）
机 械 管 理 开 发
２ ０ １ ３ 年２ 月
Ｎ ｏ ． １ （ Ｓ Ｕ Ｍ Ｎ ｏ ． １ ３ １ ）
Ｍ Ｅ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｍ Ａ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ Ａ Ｎ Ｄ
垦 １
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ３ — ７ ７ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ５ １ － ０ ２
０ 引 言
太钢 ５ ＃ ４ ３ ５ ０ ｍ 高炉矿槽炉顶上料系统设计采用 西 门子公 司 ｓ ７ 系列 Ｐ Ｌ Ｃ ， 该 控制系统实现了对矿石 、 球团 、 烧结 、 焦碳 、 杂矿等原料的 自动称量 ， 并完成称量 误差的 自动补偿 。实现了炉顶各阀门的顺序 自动开关 Ｏ ／ 、 、 ， ， 的角度 自动设定 以及其他相关辅助设备的 自动 控制 。实现了对高炉矿槽炉顶上料系统 的数据采集 、 数据显示与数据控制 。该系统包括 ： 烧结矿受料设施 ， 落地烧结 矿受料设施 ， 大皮带受料设 施 ， 焦 粉返 回系 统， 小粒矿 回收系统 ， 汽车受料设施 ， 大皮带受料设施 和焦炭受料设施。 １ 高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程 太钢５ ＃４ ３ ５ ０ ｍ 。 高炉 炉顶采用无 料 钟 串罐式 炉 顶， 分为受料斗 、 料罐 、 气密箱等组成部分 。在上料过 程 中， 炉料先投进受料斗里 ， 随后放人料罐 中， 在这个 过程 中 ， 由于高炉 不 能和 大气 相通 ， 通 过控 制炉 顶放 散 阀、 均压 阀 、 上密 阀 、 柱塞 阀 、 下密 阀 的顺序 开关 来实 现 高炉 的正常下 料 ， 通过控制 、 、 来实现 高炉布料 。 料面检测设备采用机械探尺与雷达探尺相配合ｕ 。 １ ． １ 装料 流程 焦炭 、 烧结矿等各种人炉原料 由料车运到炉顶 ， 倒 人受 料斗中 ， 受料斗最多可装 ４ 车料。料罐放散完毕 后打开上密阀和柱塞 阀向料罐装料 。装料完成后料罐 进行均压 。一旦 高炉准备接 受下一批炉料就进行布 料， 首先打开下密 阀并将料流调节阀打开至设定开度 ， 料罐 中的炉料通过料 流调节 阀流到旋转的布料溜槽 上。在布料期间 ， 通过 谢 线探测料流 ， 该装置可发 出 料罐清空信号 。一旦料罐清空 ， 关 闭料流调节 阀和下 密封 阀 ， 打 开放 散 阀进 行放 散 ， 准备 下 一次装 料 。 １ ． ２ 布料 流程 批 料 中， 允 许 焦 矿 设 定 两 个 不 同 的料 线 位 置 。 当探尺达到规定的料线位置后 ， 自动提升到位 ， 发出布 料信号 ， 下密封 阀打开 ， 布料溜槽进行启动。口 角旋转 到设定速度并且到达布料位置 ， 开启料流调节阀， 按照 批重及规定 的布料程序 ， 调节料流调节 阀开度和溜槽 倾角 ， 使每圈料流均匀 、 重量相等和首尾相接地 向炉喉 任意布料 。为 了减少料头料尾不均匀现象 ， 每批料布 完后 ， 布料角度 自动步进 ６ ０。 。
基于PLC的高炉上料控制系统研究苏海东
第1期（总第131期）机械管理开发2013年2月No.1（SUM No.131）MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Feb.20130引言太钢5#4350m 3高炉矿槽炉顶上料系统设计采用西门子公司S7系列PLC ，该控制系统实现了对矿石、球团、烧结、焦碳、杂矿等原料的自动称量，并完成称量误差的自动补偿。
实现了炉顶各阀门的顺序自动开关α、β、γ的角度自动设定以及其他相关辅助设备的自动控制。
实现了对高炉矿槽炉顶上料系统的数据采集、数据显示与数据控制。
该系统包括：烧结矿受料设施，落地烧结矿受料设施，大皮带受料设施，焦粉返回系统，小粒矿回收系统，汽车受料设施，大皮带受料设施和焦炭受料设施。
1高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程太钢5#4350m 3高炉炉顶采用无料钟串罐式炉顶，分为受料斗、料罐、气密箱等组成部分。
在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、柱塞阀、下密阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
料面检测设备采用机械探尺与雷达探尺相配合[1]。
1.1装料流程焦炭、烧结矿等各种入炉原料由料车运到炉顶，倒入受料斗中，受料斗最多可装4车料。
料罐放散完毕后打开上密阀和柱塞阀向料罐装料。
装料完成后料罐进行均压。
一旦高炉准备接受下一批炉料就进行布料，首先打开下密阀并将料流调节阀打开至设定开度，料罐中的炉料通过料流调节阀流到旋转的布料溜槽上。
在布料期间，通过γ射线探测料流，该装置可发出料罐清空信号。
一旦料罐清空，关闭料流调节阀和下密封阀，打开放散阀进行放散，准备下一次装料。
1.2布料流程一批料中，允许焦矿设定两个不同的料线位置。
当探尺达到规定的料线位置后，自动提升到位，发出布料信号，下密封阀打开，布料溜槽进行启动。
β角旋转到设定速度并且到达布料位置，开启料流调节阀，按照批重及规定的布料程序，调节料流调节阀开度和溜槽倾角，使每圈料流均匀、重量相等和首尾相接地向炉喉任意布料。
高炉自动上料(配料)控制系统的设计与制作
课题：高炉自动上料（配料）控制系统的设计与制作系部：机电工程学院专业：电气自动化技术班级：姓名：李瑞学号：指导老师：2019．3．15目录摘要 (31)第一章序言 (31)1.1课题意义 (32)1.2课题来源 (33)1.3国内外高炉自动控制系统的研究现状和趋势 (33)1.3.1高炉计算机控制发展 (33)1.3.2炼铁自动化技术的现状 (34)1.3.3高炉自动化系统的发展趋势 (34)1.4毕业设计主要任务 (35)1.5本章小结 (35)第2章高炉上料生产工艺 (35)2.1高炉上料系统的组成与工作原理 (36)2.1.1高炉上料系统自动控制概述 (37)2.1.2高炉上料控制系统流程 (37)2.2高炉炼铁生产工艺简介 (39)第三章可编程控制器及PID控制 (39)3.1可编程控制器 (40)3.2PID控制 (41)第四章高炉上料系统的软件设计 (42)4.1PLC程序设计 (42)4.2槽下设备运转控制 (45)4.3主卷上料小车的连锁控制 (45)结束语 (47)谢辞 (47)参考文献 (48)在冶金企业中，高炉给料系统是一个非常重要的复杂的设备系统。
为了保证高炉进料的稳定、安全、高效工作，高炉进料计算机自动控制的设计与实现显得尤为重要。
在提高控制系统控制精度的基础上，进一步提高了高炉进给操作的可靠性、安全性和稳定性，为高炉的生产提供了可靠的保证。
本文结合实际科研项目——高炉进料系统自动改造，开发设计了一套高炉进料生产线自动控制系统。
本项目跟踪国内外先进技术，采用目前先进的无钟炉具设备，提高设备可靠性，降低备件消耗，节约成本。
在国内外生产过程控制技术发展的基础上，开发设计了可编程控制器控制系统。
在本系统中，PLC作为核心部件，对整个生产线起到监控作用，各种电磁阀等机械部件发出控制指令，并结合组态软件完成论文的要求。
根据PLC的输入和输出点进行硬件配置;根据PLC编程的特点，采用与工厂电路图最接近的方法——梯形图编制软件，并将软件划分为几个模块。
西门子PLC在高炉上料的应用演示文档
高炉上料系统顺序控制动作流程
初始状态 小车上行，到位停止，延时 两探尺从0下探，下降高度到给定值，炉内缺料 小车下行，到位停止，延时 开均压阀、开大钟，开到位停止，延时 中间仓开 布料槽布料，延时，炉料布完 否 关均压阀、关大钟、到位停止 闸门开到位 是 开小钟，到位停止，延时 延时25S 开报警
目 录
高炉简介 高炉上料的控制方式 系统控制要求 控制方案的选择 PLC控制器选型 料车上料系统 高炉料钟装料系统 探尺系统 高炉上料系统顺序控制动作流程 自动监控系统的程序梯形图 程序功能说明 程序设计仿真
高炉简介
高炉：用于冶炼液态铁水的主要设备，其 横断面一般为圆形的炼铁竖炉，用钢铁作 炉壳，里面砌耐火砖内衬。高炉本体自上 而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸 五部分，护喉之上设置装料设备
探尺系统
高炉在冶炼的过程中，利用探尺探明炉内料面高 低的情况。探尺是一个铸钢圆柱体重锤，由卷扬 机通过钢绳牵引经滑轮和链条将探尺伸入高炉炉 膛内。 值班室根据炉内冶炼要求，例如定出料线2.0米， 即料长下降到2.0米时就要往炉内装料。假如由于 装料机械故障或者其它环节出毛病没有及时装料 而实际料面继续下降，出现“亏料”现象，当实 际料亏低于选择的料线0.5米时发出亏料警告信号， 同时发出闪光信号。
Q0. 5
M1.0 Q0.6 Q1.0 I0.5 M1.1 M1.1 Q0.7 Q1.1 I1.3 Q2.0 T39 Q2.1 Q0.4 M1.2 Q0.5 Q2.3 T33
Q0.5
Q0.7
Q2.1
I1.1
T41
Q0.6 Q1.0
I1.0
I0.6
M1.1
T40
I1.4
Q1.1
Q0.7 Q1.1
PLC实现高炉上料系统的自动控制
1 PLC 概述PLC 的全称是可编程逻辑控制器，该控制器的存储器可以编程，所以能够用来存储内部程序、完成算术操作、执行逻辑运算以及进行定时、顺序控制等指令，且还能通过模拟控制或是数字控制实现对生产过程或是机械的科学化控制。
正是因为PLC 具有多种功能，所以其应用优势也比较突出：第一，使用方便。
在应用PLC 时，编程工作仅需采用逻辑图、梯形图以及语句表等较为简单明了的编程语言即可，无需应用计算机知识，所以系统开发不需要较多的时间，加之现场调试比较容易进行，能够实现程序的在线修改，所以具有极高的应用价值；第二，功能较强。
即便是一台小型的PLC，其内也包含了上千个编程元件，所以可以轻易的实现控制功能，较之同功能的继电器，PLC 具有明显的性价比，并且PLC 还能通过通信联网进而实现分散控制，对于集中管理而言就更为重要；第三，适应性强。
现如今，随着PLC 技术的发展，PLC 产品已经实现了系列化、标准化以及模块化，所以有品种齐全的PLC 软硬件装置可供用户选择使用，用户也能够根据这些产品的不同性能，自由灵活的进行系统配置，完成对系统功能与规模的重构，加之PLC 安装也很方便，只需用接线端子连接即可，所以受到了广大用户的青睐；第四，可靠性强。
可靠性主要体现在抗干扰层面，以往用继电器实现对系统的控制，需要使用大量的时间继电器与中间继电器，容易因触电接触不良而出现系统故障，在用PLC 替代继电器后，时间继电器与中间继电器也被软件取代，仅需保留与输入、输出有关联的硬件元件[1]，因触电接触不良而出现系统故障的现象将会大幅度减少；第五，维修方便。
PLC 出现故障的几率比较小，并且PLC 还自带有显示功能与自我诊断功能，当PLC 出现故障时，维修人员可以根据编程器所提供的信息，快速定位故障部位，查明故障原因，及时的采取措施予以排除。
2 工艺流程所谓高炉上料系统，主要是指将槽下准备好的材料，通过相应的设备供应到炉顶，进而在装入炉内的全部过程如图1所示。
PLC_自动上料系统
摘要在高炉冶炼中，各种原料如焦碳、烧结矿、球团矿和石灰石等以一定比例经过准确称量后，经皮带运输到上料小车，再由上料小车送至高炉内。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。
本设计为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300、 M440。
投料系统的交流传动利用西门子公司的6SE70矢量型变频器和PLC结合来实现。
PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。
在系统中，通过上位机的控制界面设置配料的参数输出到PLC，然后通过PLC自动控制协调各阀门的开关和变频器的输出变化对配料过程进行控制，称量斗上的传感器通过变送器将重量信号送回到PLC，以达到闭环系统对给料的种类和速度的控制，并且对配料过程进行数据记录，使配料过程有数可依，便于管理。
关键词：自动配料，变频调速，自动补偿，可编程控制器S7-300引言研究背景随着课程的进度，我们开始了学业的最后部分——毕业设计。
经过了四年时间的学习，在老师的教导下，我们已经具备了一定基础，为了能够将所学联系起来，较好的应用到生产当中去,我们就需要在毕业设计中好好的锻炼自己。
在毕业设计中，我选择了这样一个题目就是为了能较好的锻炼自己的应用能力以及分析问题、解决问题的能力。
本设计的题目为高炉上料PLC控制系统，为工程类项目，是高炉冶炼中的一部分。
在高炉冶炼中，为了能高质量地进行冶炼，需要将各种原料按照一定的重量和比例准确地添加到高炉中。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
高炉卷扬机PLC控制变频调速系统设计..
天津广播电视大学机械设计制造与自动化专业本科<<机电接口技术>>课程设计标题:高炉卷扬机PLC控制变频调速系统设计学校滨海学院学号 1412001206176姓名 XXX指导教师 XXXX日期 2016 年 10 月 26 日摘要高炉上料卷扬机是高炉的关键设备之一，当前国内多数304M3级高炉的主卷扬机的调速方式采用转子串电阻调速式，但电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一，有时出现料车“挂顶”事故，严重影响了生产，因此需要此系统进行改造。
本文针对异步电机这样一个多变量的、强祸合、参数时变的复杂非线性系统，系统地研究了异步电机参数辨识与状态估计方法，分析了交流电动机各种调速方法的优劣。
转子磁场定向控制使交流调速系统的性能产生了质的飞跃，异步电机无速度传感器矢量控制更是增加了系统的简易性和鲁棒性，这种系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测。
对系统的仿真实验表明，基于模型参考自适应系统的矢量控制系统具有较好的静态和动态性能，选择了矢量控制变频器解决进料系统控制问题。
最后，本文给出了一种基于矢量控制的异步电机变频调速系统实现方案。
变频调速的主电路设计是带有特殊性的电力电路设计，既要遵守电力设计的一般规律，也要考虑变频调速系统的特殊情况，同时针对控制目的选择变频器，通过控制端子实现的控制系统功能，正确设置命令和频率源等参数，采用PLC控制保证调速控制精度，考虑控制电路的抗干扰措施，对硬、软件进行了优化设计，从而保证了系统控制的实时性和安全性。
关键词:高炉；上料卷扬机；PLC变频器；变频调速目录前言 (3)1.系统的背景和研究意义 (3)2.PLC技术的发展及工作特点 (2)2.1.PLC的概述 (3)2.2.PLC的发展 (3)2.3.PLC的工作特点 (4)3.变频器技术的发展及应用 (4)3.1.变频器的概述 (4)3.2.变频器的发展 (5)3.3.变频器的应用 (5)一、系统概述 (6)1.1.系统构成 (6)1.2.系统工艺流程与控制要求 (7)二、料车高、中、低速运行参数设置 (9)2.1.料车速度控制要求 (9)2.2.变频器的端子功能 (10)2.3.变频器的参数意义 (10)2.4.变频器的参数设置操作方法 (11)三、硬件设计 (12)3.1.设备选择 (12)3.1.1.交流电动机的选用 (12)3.1.2.变频器的选择 (12)3.2 I/O.分配及PLC的选型 (13)3.2.1.I/O分配 (13)3.2.2.PLC的选型 (13)3.3.I/O接线图 (15)四、软件设计 (16)4.1.S7-200PLC主程序设计 (17)4.1.1.主程序 (17)4.1.2.电源（Power） (19)4.1.3.指示灯（Lights） (20)4.1.4.电磁抱闸（Electromagnetic brake） (21)4.1.5.正常运行（Nomal） (22)4.1.6.状态监测（Maintenance） (25)五、调试运行 (27)结论 (28)参考文献 (29)前言1.系统的背景和研究意义高炉上料卷扬机是高炉冶金系统的关键设备之一，当前多数的高炉卷扬机的调速方式传奇串电阻调速，但电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一，有时出现料车“挂顶”事故，严重影响了生产，因此需要此系统进行改造。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
129管理及其他M anagement and other基于PLC 控制的高炉自动化上料系统的应用与分析李思远（承德钢铁集团有限公司，河北 承德 067000）摘 要：在高炉的上料控制系统当中，通过对PLC 的实际应用，可以更好地对上料系统进行控制，主要是操作参数、灌料的压强以及装料设备的温度等，整个上料系统当中的所有设备都需要进行监视，这样才能够让高炉的上料系统具备的功能性得到发挥。
只有通过这样的应用操作，高炉使用的效率以及安全性才能够得到推动，企业的实际生产能力和产品品质才会得到不断的提升，在市场的份额就会增加更多。
本文主要是对PLC 控制的高炉自动化上料系统实际应用过程做出分析。
关键词：PLC ；高炉上料系统；自动控制；系统设计中图分类号：TF542.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）18-0129-2收稿日期：2020-09作者简介：李思远，生于1978年，满族，河北秦皇岛人，专科，助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。
在高炉的日常生产过程当中，最重要的一个部分就是上料系统，主要是对供料的补充，筛分以及运送等工作。
而筛选部分当中，最主要的就是对高炉需要的矿料做出筛选，将合适的部分通过运送送到高炉中进行炼制。
使用单片机可以改变高炉料单相关物料参数设定，有效数据能够清晰显示出来。
1 工艺流程图1 高炉上料系统示意图高炉冶炼工艺流程中将预先准备好的物料，投放到设备中，高炉上料机内部结构如图1所示：概括来讲，高炉自动化上料系统包括了烧结矿仓、球团矿仓构成，这两个部分通过振动作用经过杂矿仓的给料机之后，按照事先所配备好的料单，比如说焦炭和烧结矿等物料送入道称量的料斗中，然后再进行放料，通过传送皮带，将这些物料全部送到称量漏斗中。
除此之外，焦炭仓的下面都有一台振动筛，但是中间没有放置称量漏斗，它是通过振动筛的辅助作用，送到专门设置的焦炭称量漏斗之中。
大多数的情况下，地坑一个有四个称量斗，分别是左右两个矿焦。
探讨高炉上料自动控制系统的设计
探讨高炉上料自动控制系统的设计1、引言高炉炼铁在钢铁冶金行业中，是最重要的组成部分。
高炉炼铁是一个连续的过程，其通过氧化还原反应，将铁矿石还原生成生铁。
各种原料包括铁矿石、焦炭和助熔剂按成分比例，由炉顶加料装置批次被送至高炉内，炉喉面要维持在一定的高度。
铁矿石和焦炭在炉中变化成为交替的层状结构，在下降的过程中，矿石逐渐变成铁水和熔渣，聚集在炉中，并定期从释放口放出。
高炉供料系统是炼铁生产的重要组成部分，供料系统通过料车分开，分为配料系统和上料系统前后两部分，本文主要阐述上料系统的硬件和软件的设计。
2、高炉上料系统自动控制概述高炉上料系统由槽下配料部分和炉顶布料部分两部分组成。
槽下配料是实现原料称量工作和称量误差补偿工作的系统设备，当炉顶料灌具备装料，同时矿槽具备排料时，原料由料车输送至炉顶，经过受料斗闸门、上密封阀送至对应料灌内。
料管内发出料满信号同时具备布料条件时，原料通过料流調节阀、下密封阀，依照设置好的布料溜槽倾动角旋和转角度进入炉中。
3、高炉上料系统的软件设计在高炉上料自动控制系统中，通过PLC编程，可以完成对高炉上料系统的槽下配料和炉顶布料的控制。
设定所需铁矿石、焦炭、溶剂的重量，振动给料筛启动进行筛料，实际重量与设定值相等时，振动给料停止。
高炉上料控制系统的软件部分采取结构化编程方法，将不同功能的程序分别寄存于不同的块中，主程序块OB1在使用时可以调用不同功能的程序。
3.1槽下设备运转控制（1）烧结、焦炭、球团、焦丁称量斗的称量控制：发出排料信号时，矿石称量斗闸门开启排料。
称量值是控制值得5%时，称量斗闸门关闭，料空信号发出。
称量斗闸门关闭并称空后，振动筛启动运行。
称量值达到经补正的控制值时，振动筛停止，进行满称量。
当达到110%的经补正控制值时，报警信号发出。
启动振动筛T秒后，一直未发出斗满信号，则认为发生上卡料情况，上卡料报警。
打开闸门打开T秒后，未出现空信号，则认为发生下卡料情况，下卡料报警。
高炉卷扬机PLC控制变频调速系统设计 精品
高炉卷扬机PLC控制变频调速系统设计1 绪论1.1高炉炼铁电气传动的概况1.1.1 高炉炼铁的冶炼原理炼铁过程实质上是将铁从其自然形态—矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
应用最多的是高炉炼铁。
高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。
通常，冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石，0.4-0.6吨焦炭，0.2-0.4吨熔剂，总计需要2-3吨原料。
为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。
因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。
高炉生产是连续进行的。
一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。
生产时，从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风(1000^-1300摄氏度)，喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。
在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳以及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。
铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。
煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。
现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。
高炉炼铁的特点:规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉的容积在不断扩大，如我国宝钢高炉是4063立方米，日产生铁超过10000吨，炉渣4000多吨，日耗焦4000多吨。
目前国内单一性生铁厂家，高炉容积也以达到500左右立方米，但多数仍维持在100-300立方米之间，甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有期规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比。
1. 1. 2 高炉卷扬机的基本结构和工作特点1. 高炉的上料设备在冶金高炉炼铁生产线上，一般把按照品种、数量称量好的炉料从地面的贮矿槽运送到炉顶的生产机械称为高炉上料设备，它是高炉供料系统的重要设备。
高炉上料变频调速系统设计
摘要高炉是炼铁或者炼钢生产的核心设备，是一种规模大、要素多、要求严格的冶炼过程，其良好的运行能为后续的生产过程提供充足而优质的原料保证，这对控制系统的可靠性提出了较高的要求。
尤其是高炉的大型化趋势越来越明显的情况下，用人工执行是非常困难的，故其能稳定、有序、准确的工作是很重要的。
这就要求高炉实现自动化的生产方式。
高炉上料系统是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
高炉上料系统的整套动作过程包括料车上料系统和炉顶布料系统。
料车上料系统必须快速严谨，如果上料慢，赶不上料线，影响产量，而上错料，高炉将不能正常生产。
本设计介绍西门子S7-200 PLC在炼铁高炉上料控制系统中的运用，通过可编程序控制器与高炉上料系统的结合，设计出S7-200 PLC的控制装置，基本上完成了120m³高炉供料电气控制系统的硬件设计。
实现了布料槽上和槽下的实时控制和生产过程自动化的目的。
基于PLC控制、变频器调速的高炉配料自动控制系统，提高了高炉上料控制系统的自动化水平、可靠性,实现了上料系统的实时监控和灵活方便。
具有一定的参考和应用价值。
关键词：可编程序控制器；高炉上料；自动控制；变频器AbstractThe blast furnace iron making is the core of steelmaking production or equipment, is a large scale and elements, demanding more smelting process, and its good operation can provide enough of the subsequent production process and the high quality raw materials, to ensure the reliability of the control system is put forward higher requirement. Especially the blast furnace becoming larger trend is more and more obvious in the artificial execution is very difficult, and it can stable, orderly, accurate work is very important. This requires the blast furnace automation of the production mode.The blast furnace feeding system is blast furnace iron making system is the most important link, prompt, accurate feeding is the guarantee of blast furnace of the output and quality premise. The blast furnace feeding system set of action process including loading system and trolleys top cloth system. Feeding system must fast trolleys rigorous, if feeding slow, miss material, influence, and production line on material, will not be wrong blast furnace normal production.This design introduces Siemens s7-200 PLC in blast furnace iron making material control system of the use, through the PLC and the combination of blast furnace of loading system, the design gives s7-200 PLC control device, basically completed the 120 m ³ feeding blast furnace in the electric control system hardware design. Realize the cloth and groove is on the politics of real-time control and the purpose of automatic production process. Based on PLC, frequency converter speed regulation of blast furnace burden the automatic control system, improve the material to high level of automation control system, reliability, realize the feeding system of the real-time monitoring and flexible and convenient. To have the certain reference and application value.Keywords: programmable controller; blast furnace feeding; automatic control; transducer目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1高炉上料系统概述 (2)1.1 高炉上料系统的作用与地位 (2)1.2 高炉上料系统的传统控制方式 (2)1.3 高炉上料系统PLC控制方式 (3)2 总体方案设计 (6)2.1 炼铁工艺过程简介 (7)2.2 高炉上料设备及工艺简介 (7)2.3 操作方式 (9)2.4 控制方式 (9)2.5 设计思路 (10)3变频器的简介及选型 (13)3.1变频器的工作原理和控制方式 (15)3.2变频器的分类 (17)3.3西门子变频器MicroMaster430 (18)4 PLC控制系统设计 (22)4.1 PLC简介 (22)4.1.1 可编程控制器的发展史 (22)4.1.2 PLC的硬件组成结构 (23)4.2 I/ O点分配 (24)4.3 PLC 控制电路的设计 (24)4.3.1 PLC控制器选型及硬件配置 (24)4.3.2 料车上料系统 (26)4.3.3 高炉料钟装料系统 (27)4.3.4 探尺系统 (30)4.3.5 电气控制系统原理图 (31)5 PLC控制系统软件设计方案 (33)5.1 Step7软件介绍 (33)5.2 PLC控制程序的设计 (33)5.2.1 程序的基本结构 (33)5.2.2 动作流程图 (33)5.2.3 梯形图设计 (35)6 模拟调试 (39)结论 (42)参考文献 (43)谢辞 (44)引言随着课程的进度，我们开始了学业的最后部分——毕业设计。
PLC实现高炉上料系统的自动控制
高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。
本文简要介绍了PLC系统在高炉上料自动控制中的应用。
该系统用PLC完成所有的过程控制、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
工控机负责监控和人机对话，PLC和工控机通过动态数据交换，实现点对点通讯,控制与监控分开，可靠性高。
该系统于2008年1月在建源钢铁公司450m3高炉正式投入使用以来,运行良好，稳定可靠,以低成本、完善的功能赢得了高炉操作人员的好评。
1 工艺流程高炉上料系统是指从槽下供料到炉顶的设备将物料（烧结矿、焦炭等）装入炉内的全过程。
该系统有4个杂矿仓、4个球团矿仓和6个烧结矿仓，烧结矿仓、球团矿仓经振动筛，杂矿仓经给料机后，按配料料单规定送称量料斗称量以后放料，由相应的皮带送到地坑称量漏斗。
1#-4#四个焦炭仓下各有一台振动筛，焦炭没有中间称量漏斗，经振动筛直接送地坑的焦炭称量漏斗。
地坑有左焦、左矿、右焦、右矿4个称量斗。
料车到料坑后，坑斗把料放入料车，坑斗闸门关到位并且炉顶备好后，料车启动。
两台料车按生产要求将槽下各种物料，由料车卷扬机提升到炉顶。
经炉顶受料斗阀、上密封阀、节流调节阀、下密封阀，再经布料槽将物料均匀地布到炉内。
2 系统硬件设计及仪表设备由于该450m3高炉基础自动化部分含有13个模拟量输入，115个数字量输入和72个数字量输出，且为了满足生产系统的设备控制及工艺参数的采集，系统拟采用西门子公司的S7-400主机架、S7-300卡件和PLC系统对生产过程进行控制和监视。
同时选择西门子的Wincc组态软件作为上位机的监控软件。
PLC由一个中央机架带I/O扩展机架和相应模板（PS、CPU、CP、DI、DO、AI、AO）组成，控制相应系统。
原料系统的各个矿石漏斗及坑斗和焦碳坑斗分别设有称量装置。
信号进入计算机系统。
上料系统采用2台西门子矢量变频器进行控制[1]，采用两套变频装置供电，变频器一用一备；料车卷扬电机轴上设有测速发电机一台，旋转编码器一台，主令控制台一个。
基于PLC的高炉上料自控系统设计
基于PLC的高炉上料计算机控制设计摘要介绍了西门子S7-200PLC在炼铁高炉上料料控制系统中的运用，通过西门子S7-200PLC与高炉上料系统的结合，设计出可编程序控制器的控制装置，基本上完成了450m³高炉供料电气控制系统的硬件设计。
实现了布料（槽上）和槽下卷扬的实时控制和生产过程自动化的目的。
基于PLC 的高炉上料自控系统的设计，提高了高炉上料控制系统的自动化水平、可靠性,实现了上料系统的实时监控和灵活方便。
具有一定的参考应用价值。
关键词：可编程序控制器高炉上料系统自动控制1.绪论1.1高炉上料系统的作用与地位高炉是炼铁或者炼钢生产的核心设备，是一种规模大、要素多、要求严格的冶炼过程，其良好的运行能为后续的生产过程提供充足而优质的原料保证，这对控制系统的可靠性提出了较高的要求。
尤其是高炉的大型化趋势越来越明显的情况下，用人工执行是非常困难的，故其能稳定、有序、准确的工作是很重要的。
这就要求高炉实现自动化的生产方式。
高炉上料系统是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
高炉上料系统的整套动作过程包括料车上料系统和炉顶布料系统。
料车上料系统必须快速严谨，如果上料慢，赶不上料线，影响产量，而上错料，高炉将不能正常生产，甚至得拉风、休风。
高炉布料指高炉炼铁过程中，炉料(主要是矿石和焦炭)在高炉炉喉的分布。
高炉布料的基本规律是高炉冶炼工艺理论的重要组成部分，控制高炉布料是高炉操作的一个重要手段。
习惯上称之为“上部调剂”。
通常高炉炉料是分批装入高炉炉喉的。
根据经验确定一批料的矿石量与按焦炭负荷确定的批料焦炭量组成料批，通过布料设备双钟和旋转布料器装入炉喉。
高炉是一种逆流反应器，煤气在高炉下部产生，而后上升穿过料层；炉料从上部下降与煤气作用，完成加热、还原、造渣、熔化等冶炼过程。
炉料在炉内由上而下，温度逐渐升高，直到熔化前，一直保持炉喉布料的层状结构。
焦炭多的地方煤气流较发展，因而炉料温度升高快，可见高炉布料对煤气分布以及软融带的形状和位置等是有重要影响的，这关系到煤气能量的充分利用，炉料的顺利下降以及高炉一代寿命的长短。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析高炉是冶金工业中的重要设备，其自动化上料系统对于提高高炉生产效率、降低能耗具有重要意义。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统能够实现连续、稳定的原料供给，有效提高了高炉的运行效率和安全性。
本文将对基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析进行深入探讨。
一、高炉自动化上料系统的工作原理高炉自动化上料系统通过PLC控制实现对原料的连续、精确的供给。
系统主要包括原料储存仓、输送设备、称重装置、PLC控制系统等组成。
系统最主要的工作原理就是通过PLC控制系统对输送设备的运行进行调控，以实现对原料的精确供给和计量。
具体工作流程包括：1. 原料存储：原料从外部输送到原料储存仓，通过输送设备将原料装载到储存仓中，以备用。
2. 原料输送：当高炉需要原料时，PLC控制系统通过传感器检测到高炉内的原料需求情况，然后对输送设备进行控制，将储存仓中的原料输送到高炉的上料口。
3. 称重计量：输送设备将原料输送到高炉上料口前，会经过称重装置的计量，以确保原料的供给量符合高炉的需求。
4. PLC控制：整个系统的工作过程由PLC控制系统进行监控和调控，保证了系统的稳定运行和原料供给的精准度。
二、基于PLC控制的高炉自动化上料系统的优势1. 精准计量：传统的手动上料方式容易产生原料供给的误差，而基于PLC控制的高炉自动化上料系统能够实现对原料的精准计量，避免了原料供给量不足或过多的情况，确保了高炉生产的稳定性。
2. 连续供给：由于系统能够根据高炉的需求实时调整原料的供给量，因此能够实现原料的连续供给，使高炉生产更加连续和稳定。
3. 降低人工成本：传统的手动上料需要大量的人工操作，而自动化上料系统能够减少人工参与，降低了人工成本，并且减少了人为因素对生产工艺的干扰，提高了生产效率和安全性。
4. 实时监控：PLC控制系统能够实时监控原料的供给情况和高炉的状态，对于系统的运行状况进行实时监控和调整，确保了高炉生产的安全性和稳定性。
高炉料车上料自动控制系统毕业设计
第
1.1
1.1.1
高炉上料是整个高炉冶炼生产的关键环节，担负着为炼铁高炉提供原料的功能。高炉上料系统将来自料仓的各种原料按一定的配料比送到高炉内进行冶炼，整个上料过程大部分是顺序逻辑控制，涉及到一些模拟量控制，但没有反馈，不构成闭环过程控制，故而多采用可编程控制器（PLC）进行控制。目前高炉上料的形式主要有两种：一是卷扬料车上料，二是皮带上料。
1
1386
1
料车上料
武钢
2
1536
1
料车上料
武钢
3
1513
1
料车上料
邯钢
5
1260
2
皮带上料
日本新日铁室兰
1
1249
1
皮带上料
日本新日铁釜石
1
1150
1
料车上料
德国蒂森公司
4
1445
1
料车上料
法国索拉克帕塔拉尔
6
1275
1
料车上料
英国雷文斯克雷格
1
1414
1
料车上料
巴西沃尔塔雷东达
1
1160
1
皮带上料
关键词料车上料；PLC；变频器；WinCC
Abstract
The blast furnace feeding at present basically has two kinds: one is lifting skip feeding，the other one is belt feeding，due to the skip feeding cover an area of an area small，widely used in the middle and small blast furnace.Alternating feeding way，this design uses double car by traction skip hoist，marching to the blast furnace top skip automatically after the raw material of discharging into the blast furnace.Currently most of the blast furnace of the hoist speed control mode is series resistance speed governing，but resistance to burn，tightness and hoist wire rope is differ，sometimes skip "hanging roof accident，seriously affected the production efficiency，so need to modify the system.This design through the PLC program design size，send a signal to frequency converter to change frequency to change the speed of the motor，to control the deceleration of the skip，and uses the configuration software WinCC real-time monitoring of the whole operation process，ensure the reliability and security of the system control.
基于PLC的加热炉自动上料控制系统
基于PLC的加热炉自动上料控制系统摘要可编程逻辑控制器是集微处理器，存储器，输入输出接口与中断系统于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造，冶金，化工，能源，交通等各个行业。
PLC 具有较强的逻辑运算能力，可以实现各种开关量从简单到复杂的逻辑控制，在现代工业生产过程中，有许多连续变化的模拟量，如温度，压力，流量，液位等，可编程逻辑控制器可实现对模拟量的控制。
本次设计针对加热炉自动上料控制系统，考虑到生产实际工程，以工业生产中常见的加热炉为主体，分析并设计它的自动上料控制系统。
控制运料小车在生产轨道上的动作，生产轨道上设有行程开关，可以让小车自动发出信号，控制炉门的开闭，同时小车前进后退与卸料过程都可以自动实现。
这次设计完成了主电路，辅助电路的设计。
另外设计出了控制系统对应的梯形图，通过PLC编程程序，用STEP-7软件和S7-200联机调试，成功地仿真了整个生产工程，运行良好，达到了设计的目标。
通过组态王软件和S7-200联机调试，模拟加热炉自动上料控制系统的生产现场，也取得了很好的效果。
关键词：S7-200PLC，加热炉，自动上料，STEP-7PLC-BASED AUTOMATIC FEEDING OF THE FURANCECONTROL SYSTEMABSTRACTProgrammable logic controller is a microprocessor, memory, input-output interface with the interruption of the system in one device, has been widely used in machine building, metallurgy, chemical industry, energy, transportation and other industries. PLC logic with strong computing power, can achieve a variety of switch from the simple to the complex logic control, in the process of modern industrial production, there are many analog continuous change, such as temperature, pressure, flow, level, etc., Programmable logic controller can be realized on the analog control.The design for the furnace control system for automatic feeding, taking into account the production of the actual works to the common industrial production for the main furnace, analysis and design of its control system for automatic feeding. The controlled car track in the production of the action, the production on track with trip switch, so that cars can automatically send a signal to control the opening and closing door, at the same time discharging car forward and backward process can be self-fulfilling. The design is completed the main circuit, auxiliary circuit design. In addition to design a control system corresponds to the ladder, through the PLC programming procedures, the STEP-7 software and S7-200 online debugging, the successful simulation of the entire production engineering, a good run, reaching the design goals. King view through S7-200 software and online debugging, simulation furnace automatic control system for the production of materials at the scene, but also achieved good results.KEY WORDS:S7-200PLC ,furnace, automatic feeding ,STEP-7目录摘要ABSTRACT前言第1章可编程控制器概述1.1 可编程控制器的产生背景1.2 继电器控制系统与PLC控制系统的比较1.3 可编程控制器的综述与发展趋势1.3.1 可编程控制器的特点1.3.2 可编程控制器的分类1.3.3 可编程控制器的应用范围1.3.4 可编程控制器的发展趋势第2章可编程控制器的硬件结构和工作原理2.1 PLC的硬件结构2.2 PLC的扫描工作原理2.3 S7-200系列PLC2.3.1 S7-200系列PLC的主要功能2.3.2 S7-200系列的组网2.4 PLC的基本编程元件第3章可编程控制器的设计技巧3.1 可编程控制器的编程3.1.1 可编程控制器的编程原则和技巧3.1.2 可编程控制器控制系统的设计步骤3.2 可编程控制器应用中常见的问题第4章加热炉自动上料控制系统的设计4.1 设计的具体过程4.1.1 设计任务4.1.2 设计意义4.1.3 设计方案的选择4.1.4 设计流程图4.2 加热炉自动上料控制系统的方案实施4.2.1 分析生产过程并确定I/O点数4.2.2 合理分配I/O端口并制表4.3 绘制电路图与梯形图4.3.1 绘制主电路图4.3.2 绘制辅助电路接线图4.3.3 画出梯形图4.4用STEP-7软件与S7-200联机调试第4章组态王工程的建立与仿真5.1组态主画面的建立5.1.1组态画面的建立5.1.2定义IO设备5.1.3构造数据库5.2建立动画连接5.3组态王软件与S7-200联机模拟生产过程致谢参考文献附录外文资料译文前言可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）通常称为可编程控制器，英文缩写为PLC，是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
PLC加热炉上料自动控制系统设计毕业论文
可编程逻辑控制器是集微处理器，存储器，输入输出接口与中断系统于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造，冶金，化工，能源，交通等各个行业。
PLC具有较强的逻辑运算能力，可以实现各种开关量从简单到复杂的逻辑控制，在现代工业生产过程中，有许多连续变化的模拟量，如温度，压力，流量，液位等，可编程逻辑控制器可实现对模拟量的控制。
本次设计针对加热炉自动上料控制系统，考虑到生产实际工程,以工业生产中常见的加热炉为主体，分析并设计它的自动上料控制系统。
控制运料小车在生产轨道上的动作，生产轨道上设有行程开关，可以让小车自动发出信号，控制炉门的开闭，同时小车前进后退与卸料过程都可以自动实现。
这次设计完成了主电路，辅助电路的设计。
另外设计出了控制系统对应的梯形图，通过PLC编程程序,用STEP-7软件和S7-200联机调试，成功地仿真了整个生产工程，运行良好，达到了设计的目标，也取得了很好的效果。
关键词：S7-200PLC,加热炉，自动上料，STEP-7This document is produced by free version of Print2Flash.Visit for more information第一章绪论 (1)1.1可编程控制器的产生背景 (1)1.2可编程控制器的特点 (1)1.3可编程控制器的分类 (3)1.4可编程控制器的发展趋势 (3)1.5系统设计意义 (5)第二章PLC加热炉自动上料控制系统设计 (7)2.1设计任务 (7)2.2加热炉控制系统工艺控制流程图 (7)2.3设计方案的选择 (9)第三章硬件设计 (10)3.1系统主电路图 (10)3.2辅助电路接线图 (10)3.3PLC硬件接线图 (11)3.41/0端点分配表 (12)第四章软件设计 (13)4.1本设计选用的PLC (13)4.2梯形图设计 (13)4.3用STEP-7软件与S7-200联机调试 (16)总结 (17)致谢 (18)This document is produced by free version of Print2Flash.Visit for more information参考文献19This document is produced by free version of Print2Flash.Visit for more information第一章绪论1.1可编程控制器的产生背景在20世纪60年代以前，工厂里实现生产过程自动控制的设备主要是以继电器为主要元件的控制装置，复杂的控制系统可能要使用成百上千个各式各样的继电器，用成千上万根导线连接起来。
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中南民族大学
计算机科学学院
PLC课程设计报告
课程PLC技术及应用
设计题目高炉上料PLC控制系统
年级专业12级自动化
学号
学生姓名
指导教师
2015年 6 月22 日
目录
引言 (4)
1. 课题要求 (4)
2. 系统总体方案设计 (4)
2.1 系统硬件配置及组成原理 (4)
2.2 系统变量定义及分配表 (5)
2.3 系统接线图设计 (6)
2.4 系统可靠性设计 (7)
3 控制系统设计 (7)
3.1 控制过程工艺流程图设计 (7)
3.2 控制程序顺序功能图设计 (10)
3.3 控制程序设计思路 (11)
4 人机界面设计 (11)
4.1 选用界面介绍 (11)
4.2 画面制作及设计 (12)
5 系统调试及结果分析 (12)
5.1 系统调试及解决的问题 (12)
5.2 结果分析 (13)
结束语 (13)
参考文献 (14)
附录一：源程序 (14)
附录二：调试运行中的部分运行图 (19)
高炉上料PLC控制系统
引言
高炉上料PLC控制系统主要运用于工业现场，例如混凝土加工厂、炼钢厂等大型工业现场。
这些大型工业现场由于设备笨重、车间安全系数低，容易发生事故等原因，采用PLC控制可以轻松、方便、安全操作设备，防止意外事故发生，并能够实现自动控制，大量的减轻了工人的工作强度，提高了生产效益。
1. 课题要求
高炉上料控制系统主要是在工业现场中对物料混合加工进行配料控制，自动或者手动实现控制，方便人员操作，减轻工作负担。
系统设备：运料小车、小钟、大钟、料尺、各相关位置开关。
工作过程描述：初始小车停在底部，人工启动后20秒时间装料，装料完毕小车上行，到达顶部位置自动卸料到小钟内（卸料时间5秒）；而后小车自动下行到底部。
物料从小车中放到小钟后，小钟下放，使物料落入大钟。
小钟下放到位5秒后提升，提升到位（关到位）后下放大钟，使物料落入高炉，大钟下放到位延时7秒后提升到位（注意互锁关系：大、小钟不得同时下放）料尺每隔2分钟下探一次料位。
当料位上限开关动作，表明炉内物料已满，应停止上料（将本次上料完成后停止上料），直到料位下降到上极限以下。
可由人工在任何时间停止所有设备，但大小钟在停止操作发生时应先确保都提升到位才不再工作。
人工停止后转手动控制，PLC不再干预。
相关时间参数：小车运行时间：30S；小钟下放/提升时间：10S 大钟下放/提升时间：15S；料尺下探/提升时间：10S
2. 系统总体方案设计
2.1 系统硬件配置及组成原理
该系统采用CJ1M系列PLC控制器作为开发设备，使用CJ1M-CPU22型号设备，该设备程序容量10Ksteps、DM（字）32K、I/O点数320点，可以从以太网、Controller-Link、DeviceNet 和CompoBus/S中选择最适合的网络。
能基本实现高炉上料工业现场的控制。
外围器件使用行程开关作为行程指示信息，使用触摸屏和CJ1M 组合系统实现现场监控，从而达到自动和手动监控功能。
2.2 系统变量定义及分配表
图2：系统I/O表2.3 系统接线图设计
图3：系统接线图
2.4 系统可靠性设计
首先，该系统采用PLC设计，可以抵抗干扰，可靠性强；此外，为了防止各道工序交互操作使加工失败，充分考虑了各道工序间的先后顺序和互锁条件。
比如：当小钟到达底部将物料卸下时，大钟要等到小钟完全到达顶部才能开始下行，否则当物料小车到达顶部直接卸料到小钟时，小钟还未到位，物料已经卸下到大钟了，这样就会是物料混合不均匀，达不到制作要求，从而使整个系统瘫痪。
系统采用触摸屏进行模拟控制，可以清楚的看到各道工序进行位置，并在第一时间找到故障位置，为工人操作、调试、检查故障节约了大量时间。
3 控制系统设计
3.1 控制过程工艺流程图设计
图4：工艺流程图
3.2 控制程序顺序功能图设计
图5：顺序功能图
3.3 控制程序设计思路
主控制程序采用IL及ILC组合指令选择自动、手动控制程序，在主程序下，有料尺的扫描工作程序，即每两分钟下行一次，查看物料是否已经到达限度。
自动控制程序通过时间继电器和位置行程开关实现自动流程，手动程序则依照按钮条件进行操作控制。
整个程序清晰明朗，易于查看。
4 人机界面设计
4.1 选用界面介绍
本次系统设计界面采用CX-Designer。
它是欧姆龙公司系列PT 专用的组态王软件，主要用指示灯指示位置状况和报警情况，实现了手动和自动控制的模拟过程，下面是界面效果。
图6：PT界面效果图
4.2 画面制作及设计
高炉上料系统输入、输出点比较多，17个输入点，13个输出点。
控制按钮输入采用按钮界面控制，位置行程开关采用开关装置控制，输出都使用指示灯显示，便于查看。
5 系统调试及结果分析
5.1 系统调试及解决的问题
系统调试时按照需求进行手动或者自动调试。
首先要模拟现场环境，将小车、小钟、大钟都放置于初始位置，小车置于“小车低位”、“小钟高位”、“大钟高位”。
手动操作是步进方式进行。
手动调试时，按下启动按钮，选择HAND操作，指示灯小车装料，时间20s，然后按下CAR1按钮，小车上行指示灯亮，这时为了模拟现场环境，将“小车低位”指示灯熄灭，“小车高位”指示灯点亮，表示小车到达高位，然后“小车卸料灯”亮5s，停止，然后按住“CAR2下”按钮，“小车下行灯”亮；按住“SC1小下”，“小钟下行灯”亮，
转换小钟位置指示灯，模拟现场环境，熄灭“小钟高位灯”，点亮“小钟低位灯”，模拟小钟下行到低位置，然后“小钟下行灯”灭掉，“小钟卸料灯”亮5s，然后熄灭；按住小钟上行按钮“SC1上”，切换小钟高低位行程指示，按下“小钟高位”行程指示开关，指示小钟到达高位。
按住大钟下行按钮“BC2大下”，“大钟下行灯”亮，复位大钟高位开关，置位大钟低位开关，“大钟卸料灯”亮7s，表示大钟卸料7s，然后按住大钟上行控制按钮“BC1大上”，“大钟上行灯”亮，置位“大钟高位”开关，复位“大钟低位”开关。
此时一次手动操作完成了。
自动操作只需要切换到自动运行状态，按下“AUTO”按钮，程序就开始自动进行，为了体现自动的快捷性，方便性，将小车装料时间设置为5s。
小车装料5s后，自动上行到顶端，等到小钟到达初始位置之后，5s自动卸料到小钟，然后开始自动下行；小钟则下行到末位置，等到大钟到达初始位置时就卸料到大钟，时间5s，然后自动上行到初始位置；大钟灯小钟到达初始位置后则开始下降，到达末位置之后进行卸料，时间7s，将物料卸到高炉内，完成一次自动过程，大钟上行到初始位置。
5.2 结果分析
整个仿真过程很顺利，能够达到设计要求，并能充分考虑到大小钟之间的互锁关系，还有自动及手动操作的互锁。
从而使系统能安全运行，使物料能充分混合。
高炉上料PLC控制系统在功能上已经能满足题目需求及其用户需求，但是对于一个安全、可靠、高效率的PLC控制系统来说，还是存在许多的问题：没有时间预警功能，若操作工人选择自动操作离开工作台，机器发生故障，没有报警提示功能反馈给工人，不能及时处理故障，影响生产效率；此外，在手动、自动间进行切换的时候没有充分考虑到运行状况，若小钟还在上升途中就切换到了自动运行模式，那么自动过程将会失效，因为小钟没有到达初始位置，程序不会进行。
结束语
本次PLC课程设计能够加深对书本知识的掌握，锻炼实际操作能力，真正进行上机调试的时候，要考虑的问题很多，如何连接PLC，如何下载程序到PLC，以及如何使用组态王或者PT软件进行模拟调试，这些都是课堂上学不到的。
在实际编程过程中也能够充分去理解各种编程指令，去使用已经掌握的各种指令，从而更加了解PLC编程。
在模拟仿真时，上机模拟和在线模拟又是不同的效果，仔细分析这些不同之处，然后找到实际原因，并进行处理。
实际过程中比如这
台机器下不进去程序，原因可能是没有安装驱动程序、没有选对机型、没有选用正确的下载链路USB or TOOLBUS、程序没有编译通过等，很多原因，这些都是实际操作过程中才能发现并学习去解决的，所以，PLC课程设计是一个非常好的课程，可以学到很多课堂不能学到的。
参考文献
樊金荣．[欧姆龙CJ1系列PLC原理及应用]．第一版．北京：机械工业出版社，2008．9
王冬青. [欧姆龙CP1系列PLC原理及应用] ．电子工业出版社，2011．10
附录一：源程序
附录二：调试运行中的部分运行图
小车第二次装料灯亮，小钟装料结束下行灯亮：
自动装料结束，小车上行灯亮，大钟上行灯亮，料尺下行灯亮：。