烧结生产过程监控系统设计(附件)
随着我国的烧结生产水平的发展，烧结生产监控的智能化越来越普遍，目前已运用于很多钢铁企业。本文介绍了烧结生产的基本工艺和流程，并运用WinCC flexible组态软件和PLC设计了烧结生产过程的监控系统。本文主要介绍了烧结生产的工艺原理，学习并掌握了HMI软件系统的开发方法与步骤，确定了烧结生产监控的触摸屏使用规格。接着将触摸屏与PLC进行连接，达成通信，实现了烧结生产的配料、烧结、成品处理等过程信息的控制、故障报警、流程信息的动态监控以及监控参数的实时显示。仿真调试的结果验证了本设计方案的可行性和正确性，能有效的监控烧结生产的工艺流程。关键词 烧结生产，WinCC flexible，人机界面
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 课题研究的国外状况 1
1.3 课题研究的国内状况 2
1.4 课题主要研究内容 3
2 烧结生产工艺 3
2.1 配料混合系统 4
2.2 烧结系统 5
2.3 成品处理系统 5
3 烧结系统方案设计 5
3.1 PLC硬件 5
3.2 触摸屏软件 6
3.3 PLC与触摸屏的连接 7
3.4 触摸屏监控系统的设计 12
4 监控系统各子模块设计 13
4.1 用户模块登录设计 14
4.2 运行状态模块设计 15
4.3 参数设定模块设计 17
4.4 报警模块设计 29
4.5 数据记录显示模块设计 21
5 系统调试 22
5.1 触摸屏调试 22
5.2 系统联调 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
烧结是钢铁生产的基础，它为高炉提供原料，添加适量的助焊剂和燃料。烧结就是通过烧结机将原料经过一系列工序形成烧结矿，也就是高炉炼铁的原材料。烧结就是将原材料通过高温融化，然后经过一系列操作生成我们想要的成品。这些产品是钢铁企业的原料，它们的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
质量直接影响到钢铁企业后续生产的质量。所以说，烧结生产的质量与钢铁企业的发展有着紧密的联系，因此烧结生产的监控技术是值得研究的课题。
目前，随着钢铁企业的发展，一些天然矿的产量和质量已经远远满足不了高炉炼铁的需求，所以只能通过烧结方法人工生产出原材料。目前的烧结方法大致分为烧结法和球团法，通过这两种方法生产的铁矿石都称为熟料。由于开采产生大量的铁矿粉，所以铁精矿粉的生产发展得到促进，这也使得铁矿粉烧结成为规模较大的造块作业[1]。铁矿粉烧结对烧结矿有较高的要求，首先，要具有很好的物理性，其次要具有较高的冶金性能。然后还要求有较高的冷强度，如抗压强度。由于目前的烧结设备趋于大型化，炉料运送次数就偏多，所以要求设备具有较强的抗压能力。最后，因为烧结生产是在温度很高的烧结炉内进行，这就要求烧结矿具有一定的热强度。综上所述，烧结生产技术是一项复杂的工艺，因此就需要我们对这一复杂的工艺进行改进和提升。目前，烧结生产的发展趋向于自动化、智能化。早期的烧结技术需要消耗大量的人力物力，而随着计算机的发展，烧结技术也向自动化方向发展。与此同时，我认为未来烧结发展的重点还在技术上，首先，淘汰落后设备，发展大型化设备，其次就是开发低成本、环保的烧结技术，最后也是最关键的就是大力发展技术，核心技术是进步的根本，我们只有从技术上有所突破，才能真正提高烧结生产的产量，提高我国的烧结生产水平。
1.2 课题研究的国外状况
烧结生产的起源是从英国人用烧结锅生产烧结矿开始的。1887年英国人赫柏林和亨廷顿发明了关于硫化矿的烧结设备，并申请获得了此项的专利，这标志着烧结生产史的一大进步。接着，1906年德怀特和劳埃德发明了抽风带式烧结机，这标志着烧结史的又一大进步。带式烧结机将原材料通过各级传送带传送到相应位置，经过一系列工序，制成成品。世界上第一台带式烧结机于1910年投入了使用，烧结机的面积为8.325㎡，这台烧结机的发明和使用是烧结生产史上的一次重大的革命[2]。正是由于带式烧结机的投入使用，以前的压团机和烧结盘等一些烧结设备慢慢被淘汰。这也使得带式烧结机成为后来烧结机的主流，目前世界上的烧结设备大多都是带式烧结机。其投入使用的带式烧结机大致有1000多台，烧结矿的总产量达到每年6亿吨以上。
随着带式烧结机的成熟，烧结过程的控制问题也在改进。1970年到1980年间，日本川崎钢铁公司首先采用了集散型控制系统对烧结生产进行控制，所谓集散型控制系统是基于计算机、控制、通信、CRT图像四种技术综合发展起来的控制系统。这种控制系统将烧结生产的工艺现场和后台工程师管理层通过网络的方式连接起来。这种控制系统的好处就是大大减少了人力物力，使烧结工艺更加自动化。目前，日本钢管公司的福山厂的4号烧结机已完全实现无人操控[3]。这标志着烧结史上的自动化控制水平达到一个新的高度。
1.3 课题研究的国内状况
1970年以前，我国的烧结技术相对比较落后，很多烧结设备基本都是小型机。20世纪80年代，我国的钢铁企业宝钢集团从日本引进了国内第一台大型烧结机设备，这标志着我国的烧结水平得到了提升[5]。此后，我国又在烧结控制中引进先进技术，通过采用计算机控制系统，我国的烧结生产行业迅速发展。
在国内，烧结技术发展相对国外是比较落后。不过自1970年以后，也就是宝钢引进日本的大型烧结机以后，又经过国内技术人员的设计改进，配合我国生产的抽风环冷机以及相关的设备，大大提高了我国烧结生产的产量，同时也标志着我国的烧结水平提升了一个档次。上世纪70年代到90年代是我国烧结技术飞速发展的阶段，90年代以后，由我国研发并投入生产的大型烧结机水平得到了较大的提升，我国的烧结设备不仅在烧结技术上有所提升，还在监控中有巨大的改进。我国在大型烧结机中增加了较完善的控制系统和检测系统，而且通过计算机对生产工艺进行操作控制和实时监控。因此，我国的烧结水平又提升了一个空间。不过我国的烧结工业还有较大的发展空间，由于国内烧结水平起步晚，所以尽管发展速度还可以，但是仍和国外的水平有着较大的差距。因为大多控制系统都只是引进的国外的技术，这就有很多方面的影响因素，毕竟不是我国自主研发的，没有掌握核心技术，所以说在很多方面都有缺陷，这也导致了我国的烧结成品质量远不及国外。因此，我认为当务之急是研发更智能的控制系统。一个设备的自动化程度标志它的技术水准，我们只有提高烧结生产监控的自动化程度，才能最大程度的提高我国的烧结生产水准。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 课题研究的国外状况 1
1.3 课题研究的国内状况 2
1.4 课题主要研究内容 3
2 烧结生产工艺 3
2.1 配料混合系统 4
2.2 烧结系统 5
2.3 成品处理系统 5
3 烧结系统方案设计 5
3.1 PLC硬件 5
3.2 触摸屏软件 6
3.3 PLC与触摸屏的连接 7
3.4 触摸屏监控系统的设计 12
4 监控系统各子模块设计 13
4.1 用户模块登录设计 14
4.2 运行状态模块设计 15
4.3 参数设定模块设计 17
4.4 报警模块设计 29
4.5 数据记录显示模块设计 21
5 系统调试 22
5.1 触摸屏调试 22
5.2 系统联调 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
烧结是钢铁生产的基础，它为高炉提供原料，添加适量的助焊剂和燃料。烧结就是通过烧结机将原料经过一系列工序形成烧结矿，也就是高炉炼铁的原材料。烧结就是将原材料通过高温融化，然后经过一系列操作生成我们想要的成品。这些产品是钢铁企业的原料，它们的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
质量直接影响到钢铁企业后续生产的质量。所以说，烧结生产的质量与钢铁企业的发展有着紧密的联系，因此烧结生产的监控技术是值得研究的课题。
目前，随着钢铁企业的发展，一些天然矿的产量和质量已经远远满足不了高炉炼铁的需求，所以只能通过烧结方法人工生产出原材料。目前的烧结方法大致分为烧结法和球团法，通过这两种方法生产的铁矿石都称为熟料。由于开采产生大量的铁矿粉，所以铁精矿粉的生产发展得到促进，这也使得铁矿粉烧结成为规模较大的造块作业[1]。铁矿粉烧结对烧结矿有较高的要求，首先，要具有很好的物理性，其次要具有较高的冶金性能。然后还要求有较高的冷强度，如抗压强度。由于目前的烧结设备趋于大型化，炉料运送次数就偏多，所以要求设备具有较强的抗压能力。最后，因为烧结生产是在温度很高的烧结炉内进行，这就要求烧结矿具有一定的热强度。综上所述，烧结生产技术是一项复杂的工艺，因此就需要我们对这一复杂的工艺进行改进和提升。目前，烧结生产的发展趋向于自动化、智能化。早期的烧结技术需要消耗大量的人力物力，而随着计算机的发展，烧结技术也向自动化方向发展。与此同时，我认为未来烧结发展的重点还在技术上，首先，淘汰落后设备，发展大型化设备，其次就是开发低成本、环保的烧结技术，最后也是最关键的就是大力发展技术，核心技术是进步的根本，我们只有从技术上有所突破，才能真正提高烧结生产的产量，提高我国的烧结生产水平。
1.2 课题研究的国外状况
烧结生产的起源是从英国人用烧结锅生产烧结矿开始的。1887年英国人赫柏林和亨廷顿发明了关于硫化矿的烧结设备，并申请获得了此项的专利，这标志着烧结生产史的一大进步。接着，1906年德怀特和劳埃德发明了抽风带式烧结机，这标志着烧结史的又一大进步。带式烧结机将原材料通过各级传送带传送到相应位置，经过一系列工序，制成成品。世界上第一台带式烧结机于1910年投入了使用，烧结机的面积为8.325㎡，这台烧结机的发明和使用是烧结生产史上的一次重大的革命[2]。正是由于带式烧结机的投入使用，以前的压团机和烧结盘等一些烧结设备慢慢被淘汰。这也使得带式烧结机成为后来烧结机的主流，目前世界上的烧结设备大多都是带式烧结机。其投入使用的带式烧结机大致有1000多台，烧结矿的总产量达到每年6亿吨以上。
随着带式烧结机的成熟，烧结过程的控制问题也在改进。1970年到1980年间，日本川崎钢铁公司首先采用了集散型控制系统对烧结生产进行控制，所谓集散型控制系统是基于计算机、控制、通信、CRT图像四种技术综合发展起来的控制系统。这种控制系统将烧结生产的工艺现场和后台工程师管理层通过网络的方式连接起来。这种控制系统的好处就是大大减少了人力物力，使烧结工艺更加自动化。目前，日本钢管公司的福山厂的4号烧结机已完全实现无人操控[3]。这标志着烧结史上的自动化控制水平达到一个新的高度。
1.3 课题研究的国内状况
1970年以前，我国的烧结技术相对比较落后，很多烧结设备基本都是小型机。20世纪80年代，我国的钢铁企业宝钢集团从日本引进了国内第一台大型烧结机设备，这标志着我国的烧结水平得到了提升[5]。此后，我国又在烧结控制中引进先进技术，通过采用计算机控制系统，我国的烧结生产行业迅速发展。
在国内，烧结技术发展相对国外是比较落后。不过自1970年以后，也就是宝钢引进日本的大型烧结机以后，又经过国内技术人员的设计改进，配合我国生产的抽风环冷机以及相关的设备，大大提高了我国烧结生产的产量，同时也标志着我国的烧结水平提升了一个档次。上世纪70年代到90年代是我国烧结技术飞速发展的阶段，90年代以后，由我国研发并投入生产的大型烧结机水平得到了较大的提升，我国的烧结设备不仅在烧结技术上有所提升，还在监控中有巨大的改进。我国在大型烧结机中增加了较完善的控制系统和检测系统，而且通过计算机对生产工艺进行操作控制和实时监控。因此，我国的烧结水平又提升了一个空间。不过我国的烧结工业还有较大的发展空间，由于国内烧结水平起步晚，所以尽管发展速度还可以，但是仍和国外的水平有着较大的差距。因为大多控制系统都只是引进的国外的技术，这就有很多方面的影响因素，毕竟不是我国自主研发的，没有掌握核心技术，所以说在很多方面都有缺陷，这也导致了我国的烧结成品质量远不及国外。因此，我认为当务之急是研发更智能的控制系统。一个设备的自动化程度标志它的技术水准，我们只有提高烧结生产监控的自动化程度，才能最大程度的提高我国的烧结生产水准。
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