高炉上料PLC控制系统设计报告
高炉料车上料自动控制原理毕业设计
图1-1料车上料系统简图
第
在高炉料车上料系统中，对料车运行速度的精确控制是关键。传统的调速方案采用在电动机电路中串接电阻的方法，这种老式做法的含有许多缺点，例如速度控制精度差、不容易重新设置电动机转速和电阻容易烧坏等。
因此本设计采用可编程控制器（
系统运行时，左右两个料车由同一根钢绳牵引，运动速度大小相同ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方向相反，以左料车为例进行说明：左料车斜桥上面依次装有四个行程开关，料车在斜桥桥底时首先触碰到
巴西沃尔塔雷东达
2
1378
1
皮带上料
澳大利亚纽卡斯尔
3
1075
1/2
料车上料
澳大利亚纽卡斯尔
4
1288
1/2
料车上料
1.1.3
采用皮带上料时，由于矿槽布置远离高炉，当球团矿用量高于10%，皮带机倾角不应超过12°，因此在无地形高差优势条件下，750～1500 级高炉炉顶皮带机头轮标高分别为50m和56m，则上料主皮带机水平长度分别为245m和275m。采用料车上料时，矿槽布置紧靠高炉，750 和1500 高炉矿槽中心距高炉中心分别为48m和55m，因此750 和1500 高炉皮带上料与料车上料相比，矿槽距高炉中心要远197m和220m，折合成占地，则要多占1180 和1400 。
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。
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。
基于PLC的高炉上料系统配料表程序设计及其应用
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的高炉上料系统配料表程序设计及其应 用
何 敏 江 西 萍钢 实业 股 份 有 限公 司维 修 厂 ， 江西 萍乡 ３ ３ ７ ０ １ ９
摘要 ：Ｐ Ｌ Ｏ是 常见的工 业 自动化 系统，在 现阶段 的工业建设 中被广泛地应 用。高炉作为钢铁 企业重要的生产设施 ，其上 料 系 统进 行 电子 化 设 计 决 定 了高 炉上 料 的 效 率 及其 安 全 性 。 而 高 炉 系统 设 备 之 间 的 差 异 性 相 对较 大， 这 往 往 需 要 其 针 对 上 料 系统 进 行 二 次 设 计 ，因 此在 此针 对 具体 的工 程 实例 对 应 用 的 西 门子 Ｓ ７ －４ Ｏ Ｏ Ｐ Ｌ Ｃ进 行 编 程 设 计 ，为后 续 的上 料 体 系建 设 提 供 理 论依 据 与 实 践 指 导 。 关键词 ： 自动化 ：高炉上料 ：排料表 ：西 门子 Ｓ ７ － ４ Ｏ Ｏ Ｐ Ｌ Ｃ编程
设 。因 此 ，在 实 际 的 构 建过 程 中 还 需 要 工 程 人 员进 行 适 当 的
为 了提高本系统 的操作效率 以及可行 的监察流程 ，在本 文的研究与设计过程 中利用 Ｐ Ｌ Ｃ设计 了人机界面 ，具体设计 如下 ：在本系统 中，监控计算机采用 Ｓ Ｉ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｃ Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ ６ ． ０监 控软件 ，Ｐ Ｌ Ｃ编程软件采用 Ｓ Ｉ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｃ Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ Ｖ ５ ． ３ 。现分两部 分详细介 绍软件组成 。人机界面 （ Ｈ Ｍ Ｉ ） 组态 ：在 上位机上用 Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ软件 设计 了标准 的人机界面 ，主要包括 以下 几方面 的
传统的高炉系统是通过继 电器来进行实现的，此种方式 即无法实现 自动化控制，也无法实现准确控制 。在这样的条 件 下 ，现 阶段 钢 铁 行 业 都 进 行 了 自动 化 改 造 ，而 在 自动 化 建 设过程中 Ｐ Ｌ Ｃ作为一种常见 的主控方式而存在，其系统编程 设 计 相对 简 便 ，并 能够 精 准 的完 成 系 统 设 定 任 务 ，对 于 实 现 高炉的 自动上料电气化建设提供 了帮助 。在本企业采用西门 子Ｓ ７ — ４ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ自动 上 料 系 统 进 行 技 术 构 建 ，本 文 针 对 该 高 炉 与上料系统对其进行研究，希望通过本文的研究能够为今后 的相关系统构建提供必要的理论基础 与实践指导。
高炉上料控制 plc实习报告
(4)产品处理对于设有渣口的高炉来说，出铁前，先从渣口放出熔渣，用熔渣罐车把炉渣运到粒化池进行粒化处理。经高炉导出的煤气通过除尘器。洗塔，文式管清洗除尘后，沿煤气管道输往各用户使用。从除尘器排出的炉尘经车辆运往烧结厂作为烧结原料。从洗塔和文式管系统排出的污水导入沉淀池，回收起来的污泥块可以作为烧结原料。
本课题主要研究高炉上料部分，供料是上料的前提，供料系统的基本职能是按照冶炼工艺要求，将各种原燃料按重量计量组成一定批料。按规定程序往高炉上料机供料。这里涉及到秤料系统，将拉力转变为电信号进行控制。秤料结束，按照预定顺序依次的从称量斗把料放出，经过运输皮带传输到中间斗以备上料。
在称斗，应该考虑用什么方法可以使料达到给定的值。称量漏斗利用传感原理，主要由一次元件和二次仪表组成，一次元件又称为传感器，其上贴有电阻丝应变片，当传感元件受力变形时，贴在传感元件上的应变片亦随之产生相同的变形，即伸长或缩短，贴在传感器上的应变片，可以构成电桥，然后接入放大器和指示仪，当传感元件变形时，改变了应变片的电阻值，电桥失去平衡。从而输出一个微小的电压信号，进入二次放大电路模块，把重量信号转化为标准的4-20ma或是0-10v电信号，电信号输入plc经过一个比较指令来检测是否已到达设定重量值。每个称斗按照料单的要求依次称量出规定重量的原料。
(1)备料目前人造富矿的比例已占主要地位，分别由他们的生产厂用铁路车辆或皮带运到炼铁厂装入料仓。对于焦炭，则由炼焦厂的贮焦塔通过运焦车或皮带机系统运到炼铁厂装入料仓。
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。
高炉上料PLC控制系统设计报告
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。
基于plc的高炉上料控制系统设计
基于PLC的高炉上料控制系统设计张君霞(郑州铁路职业技术学院,河南郑州450000)摘要:在阐述高炉上料工艺及控制要求的基础上,采用西门子S7-400PLC为主要控制器件,设计了高炉上料控制系统。
运用Step7编程软件,编写了相应的上料控制程序,实现了高炉上料过程自动化,提高了高炉生产的技术层次和经济指标。
关键词:高炉上料;控制系统;PLCAbstract押On the basis of elaborating the process and control requirements熏the control system of blast furnace's feeding is proposed.With the Siemens PLC S7-400and the corresponding programming software Step7that helps in control soft⁃ware programming熏the control system meets the requirement of automatic material feeding.The blast furnace's production level of technology and economic indicators are substantially raised.Keywords押blast furnace material feeding熏control system熏PLCDesign of Blast Furnace Feeding Control System Based on PLC铁水是转炉炼钢的主要原料,高炉是利用铁矿石作原料生产铁水的主要设备,因此高炉也是钢铁联合企业生产线中最重要的基础设备。
高炉炼铁时,通过上料皮带将炉料(矿石)、燃料(焦炭)和熔剂按规定配料比从炉顶分批装入炉内,炉料在下降过程中与焦炭燃烧产生的热煤气流互相接触,进行热交换,逐步被还原,最后到高炉下部,还原成生铁,同时形成炉渣。
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。
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。
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。
基于PLC的高炉上料自控系统设计毕业设计
基于PLC的高炉上料自控系统设计摘要本设计介绍了西门子S7-200 PLC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0,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PLC-BASED AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OFBLAST FURNACE DESIGNABSTRACTThe S7-200 PLC of SIMATIC Company was successfully applied in the control system of the feed-in the raw materials of the blast furnace. Siemens S7-200 PLC combine with blast furnace charging system,from a scheme of control device of programmable controller,finish the hardware design of electrical control system of 120m³blast furnace material loading.Have realized the purpose of the realtime control of material providing and production process automation under the through and rise. Have used PLC in the design,There is a growing interest for the application of PLC and its networks in the field of industrialautomation. The automatic function and reliability of the feeding system in blast furnace are improved by the application.The realtime monitoring is realized and the technological composition can be easily made.KEY WORDS plc blast furnace charging system automatic control毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
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的高炉上料控制系统软件设计与实现
基于PLC的高炉上料控制系统软件设计与实现【摘要】高炉上料的控制系统软件包括上位机的监控组态软件和下位机的PLC编程软件。
上位机的监控软件以德国西门子公司的工业控制组态软件WinCC6.0为平台，开发设计了工作软件；下位机PLC编程以西门子公司提供的专用编程软件SIEMENS STEP7 V5.3为平台进行工作软件的设计。
该控制系统在某厂高炉上料生产线已经运行，实际运行效果表明：控制精度和抗干扰能力等性能满足工业应用的需求。
【关键词】高炉上料控制；PLC；软件设计0 引言PLC 在当今工业自动化控制领域发挥了重要的作用，它集自动化技术、计算机技术，通讯技术于一体，在工业控制领域得到了广泛的应用。
高炉上料系统是保证高炉正常生产的关键。
软件的稳定直接关系到高炉的可靠运行。
本设计中运用SteP7编程软件，编制了下位机的上料控制程序，实现了高炉上料系统按生产工艺自动完成配料、称重、上料、布料全过程，满足控制要求。
同时，使用工控组态软件WinCC6.0对上料控制系统进行组态，设计了具有Windows风格的操作画面，可进行生产过程实时监控、动态模拟、数据统计、记录查询等操作。
该控制系统工作效率高，可靠性好，故障率更低，从而使高炉生产的技术层次和经济指标大幅提高[1]。
1 系统采用的软件及特点系统采用的控制软件为西门子STEP7 V5.3[2]。
STEP7 V5.3是用于SIMATIC可编程控制器的组态和编程的标准软件包。
该软件包支持自动化任务创建、实施过程的各阶段，包括任务的建立和管理、对硬件和通信做组态和参数赋值、符号管理、程序块和程序的编制、程序的下载、系统测试和设备故障诊断。
标准软件包组成如图1所示。
SIMATIC管理器：管理属于一个自动化项目的所有数据，无论是为项目的哪个可编程控制系统设计的。
编辑所选数据所需的工具由SIMATIC管理器自行启动。
符号编辑器：使用符号编辑器可以管理所有的共享符号。
符号编辑器可为过程信号（输入/输出）、位存储和块设定符号名、注释和分类。
PLC控制自动上料系统
摘要 (2)引言 (3)研究背景 (3)1 系统的概况与分析 (5)1．1 配料系统概况 (5)1．3 文献综述 (6)2 配料系统 (10)2．1 配料系统简介 (10)2．2 工艺要求 (10)2．3 系统实现的功能 (11)3 卷扬系统 (11)3．1 卷扬系统简介 (11)3．2 控制方案 (12)3．2．1 上料及炉顶系统及主要电气设备 (12)3．2．2 基本工艺要求 (12)3．2．3 设计方案 (13)3．3 料车定位 (16)4 系统硬件说明 (17)4．1 PLC简介 (17)4．2 PLC模块配置 (18)4．3 称重变送器的分析和设计 (24)4.4变频器的简介及选型 (26)5 PLC程序设计 (30)5．1 程序简介 (31)5．3 系统应用的算法 (32)5．4 程序说明 (33)5．4．1 主程序 (36)5．4．2 信号采集 (37)5．4．3 自动程序 (39)5．4．4 手动程序 (40)5．4．5 加料程序 (41)5．4．6 顺序控制程序 (42)结束语 (43)谢辞 (45)参考文献 (46)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。
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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 (4)
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：。