【摘要】：本文針對(duì)基于IPC-PLC的球團(tuán)鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)目前鋼鐵行業(yè)燒結(jié)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與研究,著重闡述了自動(dòng)配料控制設(shè)計(jì)以及整個(gè)控制系統(tǒng)基于施耐德平臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì)等,同時(shí)對(duì)目前工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹,以工業(yè)以太網(wǎng)為主流的多網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展技術(shù)應(yīng)用。本文以秦皇島某大型鋼企球團(tuán)設(shè)備改造為項(xiàng)目背景,從精準(zhǔn)配料設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)硬件組態(tài)設(shè)計(jì)、軟件組態(tài)設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)通訊幾個(gè)方面一一展開,對(duì)基于鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)控制控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)�？刂葡到y(tǒng)主要是結(jié)合鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的工藝特點(diǎn)及技術(shù)要求,在原有就舊的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上,通過施耐德昆騰系列PLC控制系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集成。重點(diǎn)是較為系統(tǒng)地介紹了基于西門子Profibus-DP現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)融合的球團(tuán)燒結(jié)過程綜合自動(dòng)化的硬件組態(tài)、軟件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)配置及網(wǎng)絡(luò)組態(tài),實(shí)現(xiàn)了球團(tuán)生產(chǎn)的集中管理與分散控制。該論文具體工作介紹如下:首先介紹我國目前球團(tuán)燒結(jié)的工藝流程,著重分析鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯設(shè)備自動(dòng)控制的發(fā)展現(xiàn)狀和控制水平。重點(diǎn)對(duì)球團(tuán)廠現(xiàn)有設(shè)備需要提升改造的控制需求進(jìn)行了分析,明確了目標(biāo)任務(wù)。其次是精準(zhǔn)配料改造設(shè)計(jì)、PLC軟硬件組態(tài)及詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計(jì)。配料控制的重點(diǎn)是基于PI調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制,同時(shí)根據(jù)下料量調(diào)節(jié)電子皮帶秤和圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定配料,主要體現(xiàn)在對(duì)變頻器的控制,包括參數(shù)調(diào)試和通訊組態(tài)。改造前后效果非常明顯。其余系統(tǒng)改造同樣是引入PLC控制,涉及到軟硬件組態(tài)。下位機(jī)PLC采用施耐德Unity Pro進(jìn)行編程,負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、濾波和反饋控制;上位機(jī)采用施耐德組態(tài)軟件Citect SCADA7.10進(jìn)行系統(tǒng)集成,用于提供直觀友好的人機(jī)界面。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了以工業(yè)以太網(wǎng)為主要架構(gòu)多種網(wǎng)絡(luò)并存的架構(gòu)模式�？傊摽刂葡到y(tǒng)運(yùn)行以來,從硬件到軟件均有很好的穩(wěn)定性,為整個(gè)球團(tuán)工藝安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了很好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF341;TP273
【圖文】：

1.1 引言隨著工業(yè) 4.0 和中國制造 2025 的提出與發(fā)展，裝備制造水平更趨于智能化，發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾日益突出，人力成本大幅上漲，市場更加透明，企競爭非常激烈，降本提效成為企業(yè)生存發(fā)展的必然選項(xiàng)。其中，設(shè)備自動(dòng)化控級(jí)改造是提高生產(chǎn)效率的最直接有效的途徑[1,2]。中國依然處于高速發(fā)展階段，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)鋼材的需求量依然很大，尤其幾年伴隨著煉鐵工藝的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)入爐原料的配比要求越來越高，從而使球成為高爐爐料的關(guān)鍵組成部分[3,4]。在秦皇島青龍地區(qū)就有兩個(gè)年產(chǎn) 200 萬噸氧團(tuán)廠，雖然球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)和球團(tuán)質(zhì)量得到迅猛發(fā)展，但還是僅占高爐爐料入料 15%左右，與國外 50%以上的占比還相差甚遠(yuǎn)。不難看出球團(tuán)生存發(fā)展的空間較大。其良好的冶金性能在煉鋼和直接還原煉鐵等工藝中也開始廣泛使用[5]。論目球團(tuán)廠整體效果圖如圖 1-1 所示。

圖 1-2 鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯豎爐是最早采用的球團(tuán)礦焙燒設(shè)備[6]。豎爐最主要的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，對(duì)所使材料無特殊要求，操作維護(hù)方便，熱效率高，投資相對(duì)較少，建設(shè)周期短。豎缺點(diǎn)包括單機(jī)生產(chǎn)能力較小，年產(chǎn)一般不超過 50 萬噸；加熱不均勻，造成球團(tuán)不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量均勻性比鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯工藝和帶式焙燒機(jī)差；對(duì)原料適應(yīng)

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文原料系統(tǒng)（1#精礦庫、2#精礦庫及相關(guān)帶式輸送機(jī)通廊）；磨礦系統(tǒng)(磨礦相關(guān)帶式輸送機(jī)通廊)；配混系統(tǒng)（配料室、混合室及相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)站、帶式輸送機(jī)通廊造球系統(tǒng)（造球室及相關(guān)帶式輸送機(jī)通廊）；焙燒冷卻系統(tǒng)（生球布料區(qū)、鏈篦機(jī)室、回轉(zhuǎn)窯區(qū)、環(huán)冷機(jī)區(qū)）；回?zé)犸L(fēng)（環(huán)冷機(jī)回?zé)犸L(fēng)、鏈篦機(jī)回?zé)犸L(fēng)）；主引風(fēng)系統(tǒng)（主引風(fēng)機(jī)、電除塵器、廢氣排放煙囪、煙氣脫硫設(shè)施(預(yù)留)）成品系統(tǒng)（轉(zhuǎn)運(yùn)站、成品倉及相關(guān)帶式輸送機(jī)通廊）；煤粉制備系統(tǒng)（煤制粉間等），工藝流程如圖 1-3 所示。

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