钢铁厂烧结控制系统堆料烧结监控子系统
本课题基于钢铁厂烧结车间生产工艺流程，利用WINCC软件设计了矿粉堆料烧结监控系统。系统包含烧结过程监控、报警记录和数据归档等界面，其中烧结过程监控界面实现了对整个烧结系统生产过程及各类开关、阀和风机等工作状态的监测，以及实现对执行机构的远程操作、参数设定等功能；报警界面根据烧结过程中可能出现的故障点进行显示报警和相应处理；而数据归档界面是将烧结过程中的数据参数利用趋势曲线、在线表格的形式进行显示记录和分析。监控界面与控制程序进行连接调试，实现了对烧结生产过程的基本监控与操作。关键词 堆料，烧结，WINCC监控，故障报警
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 现状分析 1
1.3 课题任务与要求 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统设计过程 2
2.2 系统方案设计 3
3 监控界面设计与实现 7
3.1 建立项目 7
3.2定义数据变量 9
3.3 用户登录界面设计 13
3.4 烧结过程监控界面设计 14
3.5 报警记录界面设计 21
3.6 历史数据、趋势曲线界面设计 23
4 系统调试 24
4.1 实现WINCC与PLC通讯 24
4.2 调试过程与结果 25
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录：WINCC与PLC联接变量表 34
1 绪论
1.1 课题背景
烧结系统是由料仓、称重皮带机、混搅设备、烧结机、以及各类型传感器和开关等组成。首先需要对原料进行选择，然后进行配比工作，符合要求再进行混搅工作，形成混合料之后，最后进行重要的烧结工作[8]。然而随着智能控制系统的使用，钢铁厂对烧结系统的控制要求也是越来越丰富，所以要研究设计先进智能的烧结控制、管理一体化的工作模式，因此对现有的烧结控制系统、设备进行改良创新是最有效的途径。与以往的烧结控制系统相比要做到界面的可视化易操控、稳定及可靠实用性等特点。现在烧结系统使用组态软件进行监控，被越来越多的钢铁厂所认可，使得烧结系统 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的工作性能提高了，而且现场工作的动态视觉化更清楚，更好地提升烧结系统的工作效率和烧结质量。
1.2 现状分析
烧结控制系统主要是要提高烧结矿的质量，其目的是避免影响在钢铁冶炼时的生产质量和工作效率等。烧结系统在智能控制的条件下不断地升级创新，形成了高质量的生产作业能力，直接提高了烧结矿的质量。由于现在对烧结系统都在广泛地应用和研究，故烧结系统的生产执行能力已经相当稳定，因此对烧结现场的设备状况监控需要进行精心研究。
图1.1中为烧结工艺流程控制。该工作流程主要由以下几个阶段：首先是将烧结车间中所需要的原料输送到对应的料仓，然后根据烧结的要求进行比例分配，再通过系统的启动指令执行供料，原料落到称重皮带机上进行称重并利用调节系统进行检测值的回馈，若设定值与检测值相一致则进行混合匀搅工作，混合系统需要执行两次， 图1.1 烧结系统工作流程
目的就是让混合料符合工作要求，当混合工作结束后开始点火烧结工作，烧结根据设定好的炉温及烧结时间进行工作，达到质量要求后执行破碎工作并进行成品和次品的区分，若是成品等待高炉冶炼，若是次品将会再次执行烧结工作。烧结控制系统将往复循环工作。
1.3 课题任务与要求
本课题主要是设计一套实现对钢铁厂烧结车间的堆料烧结的监控，该监控系统利用组态软件进行设计。主要对堆料、配料、烧结实现监控，其中要对监控界面中的各类设备及按钮、开关等进行监控与操作，并能够实时反应出各部分的工作状况；同时可实现对各个监控界面的自由切换等，具体如下：
1)设计合适的烧结控制流程，使烧结工作效率高、质量好；烧结设备要易于操作，监控界面要功能齐全；
2)选择合适的组态软件进行监控，该监控软件要符合大众化要求，方便操作，运行具有相应的灵活使用性，并能够实现对系统的拓展；
3)选择合适的PLC类型，PLC能够对设备实现相应地逻辑控制力，还要具有稳定完善的通讯技术，能满足烧结控制系统的需求以及可以模数转换；
4）能够使监控界面对设备进行相应的报警、数据归档等功能的显示以及对设备全面性的监控，满足系统的控制需求；
5)监控系统与PLC控制系统实现联机运行调试。
2 系统总体设计
2.1 系统设计过程
利用西门子公司的开发软件WINCC实现对堆料烧结系统的监控，按照功能要求进行设计，根据系统的结构层次划分，具体有如下几个步：
1)设计符合监控要求的方案，首先选择相应的西门子系列的PLC软件作为操作系统的控制核心，其次通过MPI通讯使得PLC与WINCC中的数据对应好数据变量地址，利用通讯技术实现信息的传递与更新，再采纳WINCC软件作为系统监控界面的操作工具，实现烧结工作界面的运行状态显示；
2)设计系统的工作时，先设计PLC控制的烧结电路包含低压电器件的选择、PLC型号的选用等，控制程序的编写包括输入/输出地址的分配、烧结功能的控制程序、调用程序等，WINCC监控软件与PLC的通信连接以及建立监控画面的使用操作等设计工作。根据变量的使用情况进行与WINCC界面连接，实现对WINCC界面的监控；
3)控制程序的调试等，将在WINCC中添加好的变量，与各个界面中的控件进行变量的联结，进而WINCC与PLC的进行联调，实现相应的控制功能（两边都能够进行操作控制），与此同时完善监控界面及控制程序。
具体设计过程如图2.1所示。
图2.1 烧结设计过程
2.2 系统方案设计
2.2.1 烧结工作流程
该烧结控制系统生产流程如下： 烧结原料包括含铁原料、燃料、溶剂等，根据其各种原料的配比要求进行比例计算，将配比好的原料进行混搅均匀后，放进烧结机中进行点火烧结，利用高温燃烧使其发生物理化学反应，将混合料溶解成液体，其中也还有未被溶解的物质，等待烧结过程结束后，冷却过程中液体与其中的物质结合后形成烧结矿[14]。烧结过程中需要热源将原料中包含的燃料点燃，故需要借助煤气并通过管道将空气注入其中实现点火功能，此烧结方法称之为氧化烧结。烧结厂进行烧结的主要工作流程包括以下几部分：含铁原料、燃料和溶剂的存放和配比输送；原料的混合；点火烧结混合料；烧结矿的冷却破碎等。堆料烧结主要过程有：
1）配料过程
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 现状分析 1
1.3 课题任务与要求 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统设计过程 2
2.2 系统方案设计 3
3 监控界面设计与实现 7
3.1 建立项目 7
3.2定义数据变量 9
3.3 用户登录界面设计 13
3.4 烧结过程监控界面设计 14
3.5 报警记录界面设计 21
3.6 历史数据、趋势曲线界面设计 23
4 系统调试 24
4.1 实现WINCC与PLC通讯 24
4.2 调试过程与结果 25
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录：WINCC与PLC联接变量表 34
1 绪论
1.1 课题背景
烧结系统是由料仓、称重皮带机、混搅设备、烧结机、以及各类型传感器和开关等组成。首先需要对原料进行选择，然后进行配比工作，符合要求再进行混搅工作，形成混合料之后，最后进行重要的烧结工作[8]。然而随着智能控制系统的使用，钢铁厂对烧结系统的控制要求也是越来越丰富，所以要研究设计先进智能的烧结控制、管理一体化的工作模式，因此对现有的烧结控制系统、设备进行改良创新是最有效的途径。与以往的烧结控制系统相比要做到界面的可视化易操控、稳定及可靠实用性等特点。现在烧结系统使用组态软件进行监控，被越来越多的钢铁厂所认可，使得烧结系统 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的工作性能提高了，而且现场工作的动态视觉化更清楚，更好地提升烧结系统的工作效率和烧结质量。
1.2 现状分析
烧结控制系统主要是要提高烧结矿的质量，其目的是避免影响在钢铁冶炼时的生产质量和工作效率等。烧结系统在智能控制的条件下不断地升级创新，形成了高质量的生产作业能力，直接提高了烧结矿的质量。由于现在对烧结系统都在广泛地应用和研究，故烧结系统的生产执行能力已经相当稳定，因此对烧结现场的设备状况监控需要进行精心研究。
图1.1中为烧结工艺流程控制。该工作流程主要由以下几个阶段：首先是将烧结车间中所需要的原料输送到对应的料仓，然后根据烧结的要求进行比例分配，再通过系统的启动指令执行供料，原料落到称重皮带机上进行称重并利用调节系统进行检测值的回馈，若设定值与检测值相一致则进行混合匀搅工作，混合系统需要执行两次， 图1.1 烧结系统工作流程
目的就是让混合料符合工作要求，当混合工作结束后开始点火烧结工作，烧结根据设定好的炉温及烧结时间进行工作，达到质量要求后执行破碎工作并进行成品和次品的区分，若是成品等待高炉冶炼，若是次品将会再次执行烧结工作。烧结控制系统将往复循环工作。
1.3 课题任务与要求
本课题主要是设计一套实现对钢铁厂烧结车间的堆料烧结的监控，该监控系统利用组态软件进行设计。主要对堆料、配料、烧结实现监控，其中要对监控界面中的各类设备及按钮、开关等进行监控与操作，并能够实时反应出各部分的工作状况；同时可实现对各个监控界面的自由切换等，具体如下：
1)设计合适的烧结控制流程，使烧结工作效率高、质量好；烧结设备要易于操作，监控界面要功能齐全；
2)选择合适的组态软件进行监控，该监控软件要符合大众化要求，方便操作，运行具有相应的灵活使用性，并能够实现对系统的拓展；
3)选择合适的PLC类型，PLC能够对设备实现相应地逻辑控制力，还要具有稳定完善的通讯技术，能满足烧结控制系统的需求以及可以模数转换；
4）能够使监控界面对设备进行相应的报警、数据归档等功能的显示以及对设备全面性的监控，满足系统的控制需求；
5)监控系统与PLC控制系统实现联机运行调试。
2 系统总体设计
2.1 系统设计过程
利用西门子公司的开发软件WINCC实现对堆料烧结系统的监控，按照功能要求进行设计，根据系统的结构层次划分，具体有如下几个步：
1)设计符合监控要求的方案，首先选择相应的西门子系列的PLC软件作为操作系统的控制核心，其次通过MPI通讯使得PLC与WINCC中的数据对应好数据变量地址，利用通讯技术实现信息的传递与更新，再采纳WINCC软件作为系统监控界面的操作工具，实现烧结工作界面的运行状态显示；
2)设计系统的工作时，先设计PLC控制的烧结电路包含低压电器件的选择、PLC型号的选用等，控制程序的编写包括输入/输出地址的分配、烧结功能的控制程序、调用程序等，WINCC监控软件与PLC的通信连接以及建立监控画面的使用操作等设计工作。根据变量的使用情况进行与WINCC界面连接，实现对WINCC界面的监控；
3)控制程序的调试等，将在WINCC中添加好的变量，与各个界面中的控件进行变量的联结，进而WINCC与PLC的进行联调，实现相应的控制功能（两边都能够进行操作控制），与此同时完善监控界面及控制程序。
具体设计过程如图2.1所示。
图2.1 烧结设计过程
2.2 系统方案设计
2.2.1 烧结工作流程
该烧结控制系统生产流程如下： 烧结原料包括含铁原料、燃料、溶剂等，根据其各种原料的配比要求进行比例计算，将配比好的原料进行混搅均匀后，放进烧结机中进行点火烧结，利用高温燃烧使其发生物理化学反应，将混合料溶解成液体，其中也还有未被溶解的物质，等待烧结过程结束后，冷却过程中液体与其中的物质结合后形成烧结矿[14]。烧结过程中需要热源将原料中包含的燃料点燃，故需要借助煤气并通过管道将空气注入其中实现点火功能，此烧结方法称之为氧化烧结。烧结厂进行烧结的主要工作流程包括以下几部分：含铁原料、燃料和溶剂的存放和配比输送；原料的混合；点火烧结混合料；烧结矿的冷却破碎等。堆料烧结主要过程有：
1）配料过程
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2364.html
