基于PLC高炉冷却水循环自动化控制系统研究.doc

基于PLC高炉冷却水循环自动化控制系统研究
目录
1 绪论 3
选题意义及课题来源 3
国内外现状简介 3
PLC在高炉中的应用 3
PLC在泵站系统中的应用 4
课题意义及论文的主要工作 4
选题意义 4
本次设计的主要工作 5
2 系统工作原理 6
控制系统要求 6
控制系统功能要求 6
设计技术指标 6
设计原则 7
系统的保护设计框架 7
系统控制方案的确定 8
方案概述 8
方案确定 8
系统工作原理 10
系统整体结构模型 10
系统组成及框图 11
系统主要工作流程 12
3 系统硬件设计 14
系统硬件总体组成 14
系统硬件组成 14
系统机械流体部分组成 14
系统电气部分组成 15
泵的选型和设计 15
系统要求 15
拟选用的元件 15
PLC控制部分的的设计 16
PLC的I/O需求和分配 16
PLC的选型和主要技术指标 17
转换部分设计 20
转换部分方案的确定 20
单片机PIC18F2480简介 22
单片机PIC18F2480电路设计 25
检测部分设计 28
铂热敏电阻PT-1000 28
JLS40压力传感器 29
AD靶式流量开关 29
三达德KH-32型电流互感器 30
抗干扰处理、保护设计 31
31
32
系统组要元件 33
4 系统的软件设计 34
软件设计概述 34
控制主程序的梯形图设计 38
单片机部分C语言设计 44
5 通信部分设计 49
系统联网和通信部分框架 49
系统与上位机通信部分方案设计 51
6 组态部分设计 53
组态方案概述 53
组态设计 53
53
变量设计 56
主要脚本程序 58
组态仿真 64
7 结论 67
本设计完成的主要工作 67
优化设计可以进行的工作 67
设计心得 68
致谢 69
参考文献 70
1 绪论
选题意义及课题来源
目前我国经济正处于高速发展阶段,钢材的市场需求也平稳增长,钢铁产品依然呈现供不应求态势,导致价格连续上涨,企业销售收入、利润等指标大幅提高。目前我国钢铁行业的高炉循环水泵房低压冷却水泵系统采用的大部分都是人工控制,这造成了大量的人力物力以及水资源和电能的浪费,这与国家十一五规划的节能降耗相悖甚远。
国内钢铁业在高价格的刺激下加大了对钢铁的投资力度,在建或准备新建高炉数量急剧增加,为此正确、合理选择高炉的冷却水循环系统控制方式对提高我国炼铁工业的节水降耗水平,延长高炉寿命具有重要的指导作用和现实意义,将对我国的钢铁业产生深远影响。
沧州纵横四个高炉建成于60年代,整个高炉系统已经不能满足当前自动化发展的需要,为提高高炉的效率,准备对沧州纵横1#高炉进行重建。本次设计结合沧州纵横1#高炉的实际情况对其冷却水循环泵站自动化系统进行控制设计。
国内外现状简介
PLC在高炉中的应用
在炼铁高炉生产过程中应用可编程序控制器(简称PLC)进行电气控制和仪表检测系统的改造已经十分普遍,但是通常只进行单个系统上如上料系统或热风炉系统的控制,或者一座高炉部分的改造控制。
随着PLC和网络技术的飞速发展,使得PLC的联网通讯功能日益强大,也对炼铁高炉自动化系统提出了更高的要求。高炉控制系统规模由原来单独一个系统控制,发展到包括槽下上料、炉顶装料、高炉本体、热风炉、煤气除尘、煤粉喷吹等高炉全套控,并实现各系统之间互相通讯,多座高炉联网,实现系统冗余、数据共享,系统整理并统计生产数据,从而为实现高炉生产过程控制和生产管理自动化提供有力的系统支持。
但是目前作为高炉的冷却水循环系统的控制一般采用的都是人工控制,这给整个系统的联网和统一管理带来了很大不便。影响整个高炉系统的效率,并且造成一定的能源和资源的浪费。
PLC在泵站系统中的应用
总装机容量100kW以下的小型泵站在高炉水循环、农田水利、防洪排涝泵站中占有相当大的比例。为了降低小型泵