钢铁厂焦化控制系统装煤出煤监控子系统
本课题是以江苏淮钢集团焦化生厂车间为研究背景,通过组态WinCC的监控画面，实现对整个装煤出焦过程以及各个设备运行状态的集中监控。本文首先介绍焦化行业的现状及装煤出焦工艺流程，在此基础上完成了WinCC监控方案设计。具体设计内容包含了总体监控画面、四大焦炉车工作过程监控画面以及报警界面，数据归档等。在WinCC总监控画面中，可以通过按钮实现远程操控现场设备的启停，故障处理等控制。通过报警界面，可以准确地掌握现场设备的生产状况并及时作出相应的处理。通过过程值的归档处理，以曲线或者表格的方式直观的记录运行数据。最后通过与同组同学PLC程序的连接调试，实时监控生产过程与设备的运行状态。关键词 焦炉机械，装煤出焦，WINCC，监控系统
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容及主要工作 2
2 装煤出焦工艺流程 3
2.1 工艺流程介绍 3
2.2 焦炉机械设备介绍 4
3 监控系统方案设计 4
3.1 监控软件的选择 4
3.2 WinCC监控方案的构建 6
4 WinCC监控系统的设计 7
4.1 创建项目 7
4.2 通讯选择 8
4.3 变量创建 9
4.4 生产过程监控界面设计 12
4.5 报警系统界面设计 22
4.6 数据归档界面设计 24
5 系统调试 25
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 引言
1.1 研究背景与意义
钢铁工业推动着我国社会经济的发展，而焦炭作为炼钢的主要燃料在我国钢铁行业经济发展中占据着首要位置。近年来，我国的焦炭需求量和焦炭生产量急剧增加，1995年，全国焦炭企业和生产单位共生产焦炭13510万吨。而2007年我国焦炭企业共生产焦炭达到3万多吨。焦炭行业的年增长率为13.1%。我国因此成为全球最大的煤炭出口国。伴随着焦炭需求量的增长，也给我国焦炭行业带来了前所未有的机遇和挑战。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 焦炭生产是煤炭经过一系列复杂变化变为焦炭的生产过程。以前的焦化厂建厂较早，生产工艺繁杂，现场设备偏多，原焦炉控制系统存在人眼识别、手动操作等问题。生产技术的缺陷导制了优质炼焦煤的短缺，焦炉生产焦炭的过程中会产生大量的有害灰尘不仅影响着设备之间的正常运行，而且还对环境以及人体造成很大的危害[1]。因此，如何实现焦炉四大车的自动识别炉号，自动运行精准定位；如何设计出完善的生产管理监控系统实现生产过程的网络化；如何改善现场工人的作业环境，使生产产品符合工业要求成为重中之重。
1.2 国内外研究现状
我国焦化机械设备的发展经历了一个技术、设备一无所有，只能靠引进国外的国民经济恢复阶段，慢慢摸索、不断学习，到突破技术瓶颈成功研制出一条全自动化焦炭生产流水线。自主设计建造出7米焦化机械和配套设备，实现了采用电磁铁揭盖炉门等功能。目前我国在整个焦炭生产的作业中，装煤车在装煤过程中实现螺旋给煤，装煤车自动称量技术。装煤车装煤过程中产生的煤屑粉尘是通过地面站除尘，以及炉顶自动清扫机等进行自动清扫。在焦炉机械中推焦机的摘门方式是利用炉门倾斜和高度的不同[2]，这样就可以使推焦车在进行推焦作业时能够有效地进行煤炭残渣的清扫。而推焦车的推焦和平煤过程则是通过变频器进行变频调速来实现的。焦炉的碳化室内装有内置式传感器，内置式传感器能够有效的对碳化室内的焦炭进行检测，不但能够准确掌握焦炭加热周期，还能及时对焦炭的进行干湿法熄焦。但是目前我国焦炭生产行业仍存在着一些难以攻克的问题。我国大多数焦化厂采用的是载波通信对焦炉车辆实现定位，甚至还有些老厂子采用吹哨摇旗等方式对车辆进行控制[3]。其缺点就是司机不能利用载波信号进行精准的定位，而且载波信号可能会受现场电气设备的干扰等。
焦化生产自动化的关键技术是焦炉车辆定位技术，同时对焦炉车辆的定位也是实现无人操作的关键之处。目前国外焦化生产企业采用的地位技术主要有旋转编码器位置检测技术，红外线定位技术，编码电缆位置检测技术，条形码位置检测技术，电磁感应技术等[3]。不仅能够实现焦炉车辆的准确、快速定位。还能保证机车自身的安全可靠和各机车之间的联锁。
国外对于焦炉的研究一直领先于国内，目前，焦炉大型化成为国外焦化研究的重点，焦炉生产大型化不单单可以降低对劳动力的需求、提高企业的生产率，还可以减少对环境的污染以及提高焦炭的生产品质。德国茨威尔格恩焦化厂采用世界上最大的焦炉组，碳化室尺寸达到长x宽x高=20.8*8.43*0.6m；炉孔数为140孔。该焦炉每天焦炭产量为7250吨，使用大型焦炉全厂员工由755人减少到400人[4]。而且国外最新焦炉采用热回收焦炉，这种焦炉在焦化过程中通入适当的空气，使焦炉内产生的煤气全部能够燃烧加热煤料。其产生的废气经过锅炉回收，其中产生热能生成蒸汽用来发电。
1.3 研究内容及主要工作
本课题是以江苏淮钢集团焦化生产车间为研究背景，以实现整个装煤出焦过程中的实时监控为研究目的，对焦炉装煤出焦工艺进行调研。针对炼焦企业目前存在问题与缺陷，组态出一套装煤出焦生产过程的实时监控系统，实现对整个焦化生产过程集中监控以及各焦炉车辆的分别监控。本课题主要研究的内容包括以下几个方面：
（1）焦化厂现场温度较高，生产环境较差，装煤出焦过程中产生大量的粉尘严重损害着司机的身体健康，如何设计出一套系统可以通过远程操控实现对焦炉四大车的控制成为本次课题研究对象。
（2）炼焦厂装煤出焦生产过程是一个多输入多输出的繁杂工艺过程。装煤出焦生产过程中各环节存在较多联锁，其中包括装煤车区煤装煤过程，推焦车平煤推焦过程，拦焦车、熄焦车自动识别炉号定位过程。由于各个生产工艺过程之间比较分散，生产信息繁多，难以迅速精准的掌握当前的生产状态。需要通过组态软件开发，实现对焦炉机械总体运行过程以及装煤车、推焦车等子过程进行监控。
针对以上研究内容提出本次毕业设计的工作步骤：
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容及主要工作 2
2 装煤出焦工艺流程 3
2.1 工艺流程介绍 3
2.2 焦炉机械设备介绍 4
3 监控系统方案设计 4
3.1 监控软件的选择 4
3.2 WinCC监控方案的构建 6
4 WinCC监控系统的设计 7
4.1 创建项目 7
4.2 通讯选择 8
4.3 变量创建 9
4.4 生产过程监控界面设计 12
4.5 报警系统界面设计 22
4.6 数据归档界面设计 24
5 系统调试 25
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 引言
1.1 研究背景与意义
钢铁工业推动着我国社会经济的发展，而焦炭作为炼钢的主要燃料在我国钢铁行业经济发展中占据着首要位置。近年来，我国的焦炭需求量和焦炭生产量急剧增加，1995年，全国焦炭企业和生产单位共生产焦炭13510万吨。而2007年我国焦炭企业共生产焦炭达到3万多吨。焦炭行业的年增长率为13.1%。我国因此成为全球最大的煤炭出口国。伴随着焦炭需求量的增长，也给我国焦炭行业带来了前所未有的机遇和挑战。
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/> 焦炭生产是煤炭经过一系列复杂变化变为焦炭的生产过程。以前的焦化厂建厂较早，生产工艺繁杂，现场设备偏多，原焦炉控制系统存在人眼识别、手动操作等问题。生产技术的缺陷导制了优质炼焦煤的短缺，焦炉生产焦炭的过程中会产生大量的有害灰尘不仅影响着设备之间的正常运行，而且还对环境以及人体造成很大的危害[1]。因此，如何实现焦炉四大车的自动识别炉号，自动运行精准定位；如何设计出完善的生产管理监控系统实现生产过程的网络化；如何改善现场工人的作业环境，使生产产品符合工业要求成为重中之重。
1.2 国内外研究现状
我国焦化机械设备的发展经历了一个技术、设备一无所有，只能靠引进国外的国民经济恢复阶段，慢慢摸索、不断学习，到突破技术瓶颈成功研制出一条全自动化焦炭生产流水线。自主设计建造出7米焦化机械和配套设备，实现了采用电磁铁揭盖炉门等功能。目前我国在整个焦炭生产的作业中，装煤车在装煤过程中实现螺旋给煤，装煤车自动称量技术。装煤车装煤过程中产生的煤屑粉尘是通过地面站除尘，以及炉顶自动清扫机等进行自动清扫。在焦炉机械中推焦机的摘门方式是利用炉门倾斜和高度的不同[2]，这样就可以使推焦车在进行推焦作业时能够有效地进行煤炭残渣的清扫。而推焦车的推焦和平煤过程则是通过变频器进行变频调速来实现的。焦炉的碳化室内装有内置式传感器，内置式传感器能够有效的对碳化室内的焦炭进行检测，不但能够准确掌握焦炭加热周期，还能及时对焦炭的进行干湿法熄焦。但是目前我国焦炭生产行业仍存在着一些难以攻克的问题。我国大多数焦化厂采用的是载波通信对焦炉车辆实现定位，甚至还有些老厂子采用吹哨摇旗等方式对车辆进行控制[3]。其缺点就是司机不能利用载波信号进行精准的定位，而且载波信号可能会受现场电气设备的干扰等。
焦化生产自动化的关键技术是焦炉车辆定位技术，同时对焦炉车辆的定位也是实现无人操作的关键之处。目前国外焦化生产企业采用的地位技术主要有旋转编码器位置检测技术，红外线定位技术，编码电缆位置检测技术，条形码位置检测技术，电磁感应技术等[3]。不仅能够实现焦炉车辆的准确、快速定位。还能保证机车自身的安全可靠和各机车之间的联锁。
国外对于焦炉的研究一直领先于国内，目前，焦炉大型化成为国外焦化研究的重点，焦炉生产大型化不单单可以降低对劳动力的需求、提高企业的生产率，还可以减少对环境的污染以及提高焦炭的生产品质。德国茨威尔格恩焦化厂采用世界上最大的焦炉组，碳化室尺寸达到长x宽x高=20.8*8.43*0.6m；炉孔数为140孔。该焦炉每天焦炭产量为7250吨，使用大型焦炉全厂员工由755人减少到400人[4]。而且国外最新焦炉采用热回收焦炉，这种焦炉在焦化过程中通入适当的空气，使焦炉内产生的煤气全部能够燃烧加热煤料。其产生的废气经过锅炉回收，其中产生热能生成蒸汽用来发电。
1.3 研究内容及主要工作
本课题是以江苏淮钢集团焦化生产车间为研究背景，以实现整个装煤出焦过程中的实时监控为研究目的，对焦炉装煤出焦工艺进行调研。针对炼焦企业目前存在问题与缺陷，组态出一套装煤出焦生产过程的实时监控系统，实现对整个焦化生产过程集中监控以及各焦炉车辆的分别监控。本课题主要研究的内容包括以下几个方面：
（1）焦化厂现场温度较高，生产环境较差，装煤出焦过程中产生大量的粉尘严重损害着司机的身体健康，如何设计出一套系统可以通过远程操控实现对焦炉四大车的控制成为本次课题研究对象。
（2）炼焦厂装煤出焦生产过程是一个多输入多输出的繁杂工艺过程。装煤出焦生产过程中各环节存在较多联锁，其中包括装煤车区煤装煤过程，推焦车平煤推焦过程，拦焦车、熄焦车自动识别炉号定位过程。由于各个生产工艺过程之间比较分散，生产信息繁多，难以迅速精准的掌握当前的生产状态。需要通过组态软件开发，实现对焦炉机械总体运行过程以及装煤车、推焦车等子过程进行监控。
针对以上研究内容提出本次毕业设计的工作步骤：
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