钢铁厂烧结控制系统堆料烧结控制子系统
本课题设计的是钢铁厂烧结控制系统。通过分析钢铁厂烧结车间生产工艺流程，将系统划分为物料堆放、落料配比和烧结温度控制三部分，采用西门子S7-300PLC与WINCC作为系统的核心控制设备，构建了监控系统框架。在此基础上，完成了系统硬件配置、PLC输入输出分配和电气线路设计，最后根据控制要求分别设计出原料堆放、配比落料、加水搅拌、烧结炉温度控制及相关报警指示的PLC控制程序，并与WINCC监控系统联接调试，实现了烧结控制系统的监控功能，基本完成了设计要求。关键词 堆料配比，烧结控制，PLC控制，WINCC监控
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 烧结现状分析 1
1.3 课题研究的内容 2
1.4 烧结常用的控制方法及特点 2
2 系统方案设计 4
2.1 烧结原理 4
2.2 烧结工艺流程 4
2.3 配料系统的设计 6
2.4 温度控制系统 7
3 PLC硬件系统设计 8
3.1 硬件配置 8
3.2 PLC输入输出点分配 9
3.3 电气线路设计 11
4 PLC控制程序设计 12
4.1 启停与原料运输程序设计 13
4.2 堆料配比程序设计 14
4.3 烧结炉控制程序设计 18
5 系统仿真调试 22
5.1 PLC控制程序调试 22
5.2 PLC与WINCC联调 25
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
附 录：PLC控制程序 33
1 绪论
自上个世纪六十年代冶金自动化设备问世以来，取得了飞速的发展。特别是上世纪八十年代出现众多种类的PLC和DCS，冶金自动化设备的运行稳定性得到提升，设备性能明显改善。加上便利的软件系统和完善的人机界面，不断提高成本性能，使冶金自动化设备技术得到很快的推广和使用。“十三五”期间，我国把实现工业冶金过程智能化管理作为首要建设目标。由此可见钢铁厂烧结自动化系统的升级至关重要。
1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
课题背景及意义
近年来，随着钢材市场竞争的加剧，钢铁行业的设备规模不断扩大，对原材料的要求也不断提高。为提高高炉炼铁的技术指标，原料性能的改善主要取决于原材料。我国高炉炼铁的核心原料是烧结矿，只要保障烧结矿的质量达到国际领先水平，并在此基础上继续提高，我国钢铁工业将位居世界前列[1]。
目前，烧结矿的获取方式通常采用烧结方式和球团法。矿产贫困的地区一般使用球团法，尤其在美国北方最常见。在天然富矿区，为了节约生产成本，烧结法相对更加实用，并且在世界其他地区得到广泛应用。而先进的炼铁方法不断涌现，对烧结矿的需求紧张。在我国，高炉的炉料80%以上都是靠烧结法获得的[2]。所以，铁矿石烧结技术对我国钢铁工业有着重大的意义。
铁矿石烧结是一个复杂的过程，涉及到许多变量控制，如烧结温度，压力检测，废气排放等，包括了物理、化学和气体的复杂变化。针对烧结过程中出现各种各样的耦合、生产误差及操作准确度的问题，传统的控制方式已经满足不了现代生产的需求[3]。获得的烧结矿化学成分配比不稳定，再加上高度自动化的生产条件，必须建立一个烧结精度高、简单、准确、稳定的智能控制系统，从而提高烧结生产车间的整体水平。
1.2 烧结现状分析
近年来我国烧结矿质量明显提高，烧结工序能耗大幅度降低，1986年至2007年期间，我国烧结行业得到了更进一步的发展，主要体现在：设计和制造了大型烧结机成套设备，大中型企业建成了综合原料场，使烧结原料中的化学成分稳定。大量新工艺、新技术、新设备得到开发（直拖式自动重量配料设备、各种烧结增效节能添加剂、燃料分加、小球烧结、各种形式预热烧结混合料、新型节能点火保温炉、高铁低硅烧结、超厚料层烧结等）。目前，我国烧结矿质量有了大幅度的提高，国内如宝钢、武钢四烧、济钢等发展较先进的企业已将烧结矿FeO含量控制在7%左右[4]。
现代烧结生产是将铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料，配以适当的水，经混合及造球后，在抽风烧结机的台车上自上而下进行烧结。整个烧结料层（600mm～700mm）可分为：烧结矿层、燃烧层、预热层和冷却层[5]。
我国的钢铁企业还有较大的发展空间，但是国内和国际竞争激烈，同样烧结厂也面临市场经济调节。当前急待解决的问题是提高烧结矿的质量，烧结生产发展趋势是逐步实现烧结机的大型化，采用原料混匀技术，提高烧结的精料水平，提高自动化水平和生成率，努力降低烧结矿的成本。加强环保治理，加速增加球团矿用量，改善我国高炉的炉料结构，采用小球烧结工艺，进一步强化烧结生产，继续对老旧设备进行改造更新，坚持生产高碱度烧结矿，充分利用国内国外的铁矿资源[6]。调整和改善烧结生产布局，实施可持续发展战略，建设清洁式工厂。
1.3课题研究的内容
本课题研究的重点是设计钢铁厂堆料烧结的PLC控制子系统，难点是根据烧结工艺流程完成PLC程序的编写。系统的设计要遵循的原则是性能稳定，通用性好，使用方便灵活，组网简单，满足钢铁厂烧结的PLC控制系统在及时性、稳定性、精准性等方面的控制要求。
本设计要实现的目标：
1)了解烧结生产工艺流程，掌握控制原理，实现控制要求；
2)通过硬件配置与网络组态，实现主站与从站之间的信息交换；
3)设计PLC烧结控制程序，分别完成对堆料、取料、配比、传送、烧结等设备的控制，同时根据控制要求考虑必要的联锁与保护措施；
4)和同组同学实现PLC与WINCC监控界面的联接调试。
1.4 烧结常用的控制方法及特点
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 烧结现状分析 1
1.3 课题研究的内容 2
1.4 烧结常用的控制方法及特点 2
2 系统方案设计 4
2.1 烧结原理 4
2.2 烧结工艺流程 4
2.3 配料系统的设计 6
2.4 温度控制系统 7
3 PLC硬件系统设计 8
3.1 硬件配置 8
3.2 PLC输入输出点分配 9
3.3 电气线路设计 11
4 PLC控制程序设计 12
4.1 启停与原料运输程序设计 13
4.2 堆料配比程序设计 14
4.3 烧结炉控制程序设计 18
5 系统仿真调试 22
5.1 PLC控制程序调试 22
5.2 PLC与WINCC联调 25
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
附 录：PLC控制程序 33
1 绪论
自上个世纪六十年代冶金自动化设备问世以来，取得了飞速的发展。特别是上世纪八十年代出现众多种类的PLC和DCS，冶金自动化设备的运行稳定性得到提升，设备性能明显改善。加上便利的软件系统和完善的人机界面，不断提高成本性能，使冶金自动化设备技术得到很快的推广和使用。“十三五”期间，我国把实现工业冶金过程智能化管理作为首要建设目标。由此可见钢铁厂烧结自动化系统的升级至关重要。
1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
课题背景及意义
近年来，随着钢材市场竞争的加剧，钢铁行业的设备规模不断扩大，对原材料的要求也不断提高。为提高高炉炼铁的技术指标，原料性能的改善主要取决于原材料。我国高炉炼铁的核心原料是烧结矿，只要保障烧结矿的质量达到国际领先水平，并在此基础上继续提高，我国钢铁工业将位居世界前列[1]。
目前，烧结矿的获取方式通常采用烧结方式和球团法。矿产贫困的地区一般使用球团法，尤其在美国北方最常见。在天然富矿区，为了节约生产成本，烧结法相对更加实用，并且在世界其他地区得到广泛应用。而先进的炼铁方法不断涌现，对烧结矿的需求紧张。在我国，高炉的炉料80%以上都是靠烧结法获得的[2]。所以，铁矿石烧结技术对我国钢铁工业有着重大的意义。
铁矿石烧结是一个复杂的过程，涉及到许多变量控制，如烧结温度，压力检测，废气排放等，包括了物理、化学和气体的复杂变化。针对烧结过程中出现各种各样的耦合、生产误差及操作准确度的问题，传统的控制方式已经满足不了现代生产的需求[3]。获得的烧结矿化学成分配比不稳定，再加上高度自动化的生产条件，必须建立一个烧结精度高、简单、准确、稳定的智能控制系统，从而提高烧结生产车间的整体水平。
1.2 烧结现状分析
近年来我国烧结矿质量明显提高，烧结工序能耗大幅度降低，1986年至2007年期间，我国烧结行业得到了更进一步的发展，主要体现在：设计和制造了大型烧结机成套设备，大中型企业建成了综合原料场，使烧结原料中的化学成分稳定。大量新工艺、新技术、新设备得到开发（直拖式自动重量配料设备、各种烧结增效节能添加剂、燃料分加、小球烧结、各种形式预热烧结混合料、新型节能点火保温炉、高铁低硅烧结、超厚料层烧结等）。目前，我国烧结矿质量有了大幅度的提高，国内如宝钢、武钢四烧、济钢等发展较先进的企业已将烧结矿FeO含量控制在7%左右[4]。
现代烧结生产是将铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料，配以适当的水，经混合及造球后，在抽风烧结机的台车上自上而下进行烧结。整个烧结料层（600mm～700mm）可分为：烧结矿层、燃烧层、预热层和冷却层[5]。
我国的钢铁企业还有较大的发展空间，但是国内和国际竞争激烈，同样烧结厂也面临市场经济调节。当前急待解决的问题是提高烧结矿的质量，烧结生产发展趋势是逐步实现烧结机的大型化，采用原料混匀技术，提高烧结的精料水平，提高自动化水平和生成率，努力降低烧结矿的成本。加强环保治理，加速增加球团矿用量，改善我国高炉的炉料结构，采用小球烧结工艺，进一步强化烧结生产，继续对老旧设备进行改造更新，坚持生产高碱度烧结矿，充分利用国内国外的铁矿资源[6]。调整和改善烧结生产布局，实施可持续发展战略，建设清洁式工厂。
1.3课题研究的内容
本课题研究的重点是设计钢铁厂堆料烧结的PLC控制子系统，难点是根据烧结工艺流程完成PLC程序的编写。系统的设计要遵循的原则是性能稳定，通用性好，使用方便灵活，组网简单，满足钢铁厂烧结的PLC控制系统在及时性、稳定性、精准性等方面的控制要求。
本设计要实现的目标：
1)了解烧结生产工艺流程，掌握控制原理，实现控制要求；
2)通过硬件配置与网络组态，实现主站与从站之间的信息交换；
3)设计PLC烧结控制程序，分别完成对堆料、取料、配比、传送、烧结等设备的控制，同时根据控制要求考虑必要的联锁与保护措施；
4)和同组同学实现PLC与WINCC监控界面的联接调试。
1.4 烧结常用的控制方法及特点
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