热风炉控制系统中英文对照外文翻译文献

热风炉控制系统中英文对照外文翻译文献

(文档含英文原文和中文翻译)

译文:

基于西门子PCS7的热风炉控制系统的设计

本文介绍的方法利用西门子过程控制系统PCS7 V6.0控制加热炉。描述了两者的配置控制系统软件和硬件，功能通过该系统，随着困难解决方案。加热炉控制系统的配置双CPU冗余。采用工业以太网，欧洲流行的PROFIBUS DP现场总线和分布式I / O减反射膜结构。它采用ET200M I/O站的冗余。带PROFIBUS-DP通信接口和节点具有双控制器的通信协议（CPU）。

一、介绍

在生产过程中的热轧带钢，要求对来料板坯温度比较高；一般来说，应当是1 350℃左右。的加热炉的加热程序的设备，如能满足连续可靠的要求生产只有在控

制的温度和输出量有很好的协调。加热炉采用可移动的步进梁移动冷板坯的出口侧的输入时，炉侧；钢板坯是移动的，它将被加热的喷嘴喷射炉气联合焦炭炉。当板坯入炉炉体的末端，它首先会被加热到850℃左右在预热段，然后约1300℃在加热段；最后将进入热浸泡部分使板坯加热均匀滚动。上述控制过程通常通过不断的PID （比例，积分和差分）。S分别对各控制截面的顶部或侧壁分别收集实际温度在每节该炉和再采样值将被发送到PLC（可编程逻辑控制器）实现连续比例，积分和微分（PID控制）通过测量值之间的差异空气和煤气流量设定值；然后开度每段的喷枪将调整控制气体的流量，温度控制，然而，因为它不是关于气体的燃烧清楚，如果这采用的方法是，热利用效率介质的极低、能耗非常大。在这里，一种改进的双交叉振幅限制全自动燃烧控制进行了介绍和其基本原理是进行控制燃烧的上部和下部各节在正常工作时间；如有必要，温度将上部调整信号可被视为套双交叉限幅控制和在下部前温度检测值可用于炉状态监测。这一原则主从控制模式可以更好地协调在上燃烧和供热平衡段和下部的燃烧上、下段均匀；同时，它认为天然气的燃烧，起到了很好的作用节能。在这个项目中，PCS7 V6.0由西门子将用于实现上述控制功能。

二、简要介绍了PCS7系统

PCS7过程控制系统是一种先进的定位系列可编程逻辑控制器和TELEPERM通过西门子结合最系列机器人系统先进的计算机软件和硬件技术，采用可更换的操作站，强关系过程控制站与大容量和冗余分布式I/O总线的过程控制系统现场总线技术。PCS7已被应用在越来越多的行业

控制区作为一种面向过程的软件开发平台。它提出了一种完全集成的自动化解决方案，可以提供所有种类的一个统一的自动化应用技术环境。以下项目包括它：统一的数据管理，通信，配置和编程软件。基于环境以上，各种技术可以集成在一个在相同的全球数据库系统整体界面与用户。工程师或技术人员可以配置和在同一平台上的各种应用程序。复杂的工程是通过使用一个简单的组态平台。PCS7使PLC 纳入DCS系统更容易，体现真正的特征的计算机自动控制。

三、简要介绍热风炉控制系统

在复杂的工业过程系统，我们总是遇到这样的问题：多个约束条件的多变量系统：强耦合的非线性系统：大；时间延迟；多目标控制；等等。自定义控件技术无

法解决上述问题。但先进控制技术可以很好的解决上述问题。怎么用在工业过程中应用先进控制技术产生的实用性是一个迫切需要解决的问题工业自动化研究领域。根据计算机技术的奔腾，硬件技术，网络技术，先进控制技术的产业化技术是可以实现的。本文提出了有用的容易实现可靠的控制方式实现步进式加热炉自动控制系统，对的基础上，包括过程控制理论，DCS和PLC技术，通信，现场总线，在步进式加热的特点炉，采用电气、仪表控制设备与技术实用、可靠和指标先进。我们可以实现仪表控制系统利用DCS和PLC电气控制系统。控制加热炉系统分为加热炉区PLC控制系统，PLC控制系统和加热辊炉DCS控制系统。仪表控制器电气连接的操作员站服务器IEEE以太网，采用DCS和PLC技术，网络和现场总线技术相结合的过程控制系统和过程计算机，智能仪器，实现仪器的驱动系统在一个系统的电气控制。

四、热风炉控制系统的组成

1.控制系统配置

在本文中，基于步进式加热炉控制过程中，控制系统是一个复杂的传热和字符的过程中，有许多特点如干扰，强耦合，大纯滞后等我们讨论的基础上的专用控制装置的设计步进式加热炉在细节包括的特点，相关的软件和硬件信息实现的控制。PID控制是综合控制规律仪表控制系统，因为它的成熟，熟悉在技术员和操作工，效果好，广泛的应用计算机数据控制设备，特别是复杂的控制系统，实践证明它适应各种工业过程控制。加热炉的关键设备：装载机机，卸船机，行走系统，系列转换辊，燃烧和跟踪板控制系统。的蓄热式加热炉的控制系统采用双CPU冗余，冗余环工业以太网，Profibus DP总线和分布式I / O减反射膜结构，显示的详细配置图1。利用该系统，可以进行传输测量和加权函数，跟踪检测，加载和卸载板，我们可以燃烧和彼此间交换数据来控制过程在所有产品线的轨道板和管理过程。加热炉的生产工艺如高目标产量，低消耗和污染，自动操作模式的实现。

2.硬件配置

如图1所示，在整个DCS控制系统加热炉有两个显著的特点：的第一个是基础自动化级采用冗余环结构，从而提高可靠性和系统的稳定性；第二，信息层采用标准的以太网结构使整个系统的大容量数据通信能力和方便的可扩展性。针对上述特点以下模式通过硬件的选择：

（1）选择过程控制器中cpu414-h由西门子S7-400系列的核心的加热炉控制系统共同构成了冗余系统的控制站与分布I/O ET200M；

（2）监控系统采用研华工业控制计算机和菲利普22“纯平彩色显示器工程师站和操作员站。操作该系统的站在形式的在线工作协调和他们是全透明、全容错，实现彼此的更换。这种模式使得本系统有利于可靠操作，数据分布合理，操作快捷速度，人机界面友好，使用方便等。

（3）三层网络体系结构的组成

标准的以太网（IEEE以太网802。×），西门子SIMATIC NET工业以太网和现场总线过程现场总线（EN50170）保证了高可靠性，无堵塞和高速度（10M ~ 100米）的数据尤其是在系统，通信，它采用双环容错光纤网络，更有效地保证现场抗干扰能力和的网络的数据传输可靠性高系统。

它采用Windows2000作为微软（英文）操作系统软件和PCS7工具集V6.3由西门子将组态在工程师站作为软件控制计算机和下位监控上位计算机。此外，它是具有工业以太网s7-redconnect

通信软件和冗余系统软件。操作员站设置上的位置计算机监控软件pcs7wincc，这是通过西门子和微软合作开发。此外，可以通过共同实现的功能监控软件，pcs7wincc可以加入各种控制和C脚本程序，VB程序实现更复杂的功能。B.功能的控制系统的实现为了使操作人员掌握操作在计算机控制系统的总体状况时间，准确的控制系统的稳定运行操作方便，本系统建立了系统工艺流程装配图，汽包工艺流程图，加热段和一个过程的流程图热节。

随着工业控制参数的画面，生动地反映该系统的生产过程的状态和提供对检测点的测量值的显示系统。此外，该系统还建立了环显示图片和集中控制各回路可在环图实现。单击“详细信息包括设定值，过程值，输出值，自动和手动开关，上下限报警过程变量对PID控制面板。模拟数量显示值和累积流量的模拟在形式的集中量。温度计显示系统的主要参数。解释根据控制系统功能装载自动运行程序流程。图2。

对加热炉的燃料混合气高炉、焦炉，热值不稳定，在以上的温度控制难度。在这项目，加热炉的控制方法温度和煤气流量和空气流量级联双交叉限幅方法控制设定值稳定在10℃±。具体思路如下：以温度该加热炉的主回路，煤气流和空气流作为辅助回路，输出的加热炉的温度控制回路将转化为煤气流的初始设定值空气流