鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)過程控制系統(tǒng)研究畢業(yè)設(shè)計(論文)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計論文 </b></p><p>　　鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)過程控制系統(tǒng)研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國球團生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是在生產(chǎn)中鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的比例不斷的加大，設(shè)備大型化是目前國內(nèi)外球團生產(chǎn)的一個重要標(biāo)志，是未來球團發(fā)展的總

2、趨勢。結(jié)合實際本論文對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動控制系統(tǒng)作了深入的研究，通過詳細分析球團燒結(jié)的現(xiàn)場工藝、控制要求和過程特點，采用先進的自動控制技術(shù)完成球團燒結(jié)鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計。通過設(shè)計使現(xiàn)場工作人員可以及時了解生產(chǎn)狀況,從而有針對性的調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)提高生產(chǎn)質(zhì)量。結(jié)合鞍鋼氧化球團生產(chǎn)工藝技術(shù)要求，應(yīng)用西門子PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)過程自動化的硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)配置、集中管理和自動化控制功

3、能。此自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化的設(shè)計思想，PLC控制系統(tǒng)采用STEP7來完成硬件的組態(tài)。在控制系統(tǒng)中組態(tài)軟件采用WinCC 6.0進行系統(tǒng)的集成，以滿足在實際生產(chǎn)中的需要。鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的實施，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和成品球團礦的質(zhì)量，對提高球團企業(yè)的整體經(jīng)濟效益具有推動作用，同時為復(fù)雜工業(yè)過程控制提供了實用的方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 球團燒結(jié)，PLC，WinCC 6.0，

4、鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯</p><p>　　Design of Grate-kiln Pellets Sintering Process Control System</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the development of domestic pellets productio

5、n technique and unceasing proportion enlarge of grate-rotary kiln equipment, the large scale equipment is an important symbol presenting domestic and foreign pellet sintering plants, which is the general developing of pe

6、llets plants. The paper carries through research on the grate-rotary kiln automatic control system based on the analysis the pellets sintering technology, the control request and process characteristic. The advanced auto

7、mati</p><p>　　Keywords：pellets sintering integrated，PLC，WinCC 6.0，grate-rotary kiln</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明</p><p><b>　　原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人鄭重承諾：所呈交的

8、畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 

9、</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 </p><p><b>　　使用授權(quán)說明</b></p><p>　　本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版

10、，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。</p><p>　　作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 </p><p><b>　　學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所

11、呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　作者簽名： 日期： 年 月 日</p><p>　　學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書</p&g

12、t;<p>　　本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。</p><p>　　涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。</p><p>　　作者簽名：

13、日期： 年 月 日</p><p>　　導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日</p><p><b>　　指導(dǎo)教師評閱書</b></p><p><b>　　評閱教師評閱書</b></p><p>　　教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見</p

14、><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 球團燒結(jié)過程概述2</p>&l

15、t;p>　　1.1.1 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團燒結(jié)工藝流程2</p><p>　　1.1.2 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機的檢測和自動控制3</p><p>　　1.2 球團燒結(jié)主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)特點3</p><p>　　1.2.1 鏈篦機結(jié)構(gòu)特點3</p><p>　　1.2.2 回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)特點4</p><p&

16、gt;　　1.2.3 環(huán)冷機結(jié)構(gòu)特點5</p><p>　　1.3 工業(yè)過程控制的發(fā)展與現(xiàn)狀5</p><p>　　1.4 論文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排6</p><p>　　2.1 PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)7</p><p>　　2.1.1 PROFIBUS-DP概述7</p><p>　

17、　2.1.2 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)接口7</p><p>　　2.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)8</p><p>　　2.2.1 工業(yè)以太網(wǎng)概述8</p><p>　　2.2.2 現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)結(jié)合8</p><p>　　2.3 PLC在鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用8</p><p>　　2.3

18、.1 STEP7編程軟件概述8</p><p>　　2.3.2 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機控制系統(tǒng)的機架組態(tài)11</p><p>　　2.3.3 PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能11</p><p><b>　　2.4 小結(jié)13</b></p><p>　　3.1 WinCC組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)14</p>&

19、lt;p>　　3.1.1 用戶接口和操作14</p><p>　　3.1.2 圖形系統(tǒng)14</p><p>　　3.1.3 報警系統(tǒng)15</p><p>　　3.1.4 歸檔系統(tǒng)15</p><p>　　3.2 利用WinCC實現(xiàn)球團燒結(jié)過程的實時監(jiān)測15</p><p><b>　　3.3

20、小結(jié)20</b></p><p><b>　　結(jié) 論21</b></p><p><b>　　致 謝22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p>&

21、lt;p>　　鐵礦球團是20世紀早期開發(fā)出的一種細粒精礦的造塊方法。它是富礦資源日益枯竭、貧礦資源大量開發(fā)利用的結(jié)果。隨著現(xiàn)代高爐煉鐵對精料的苛刻要求，以及鋼鐵冶煉短流程的興起，球團礦在鋼鐵工業(yè)中的作用愈加重要。隨著國際、國內(nèi)市場的不斷發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。因此追求高質(zhì)量的產(chǎn)品、低成本的消耗成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中立于不敗之地的最首要的保證。我國鋼鐵企業(yè)的劣勢之一是鐵礦資源品質(zhì)差，鐵精礦質(zhì)量低，成本高。企業(yè)在面對入

22、世后鋼材市場激烈競爭的局面，要求生存，求發(fā)展，在市場競爭中立于不敗之地，必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，才能與國際市場接軌。</p><p>　　我國球團生產(chǎn)發(fā)展在相當(dāng)長時期內(nèi)一直處于企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模小、水平低，“小而散”的生產(chǎn)狀態(tài)，所生產(chǎn)的球團礦品位低、冶金性能差、質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足高爐生產(chǎn)需要。隨著我國煉鐵工業(yè)逐漸形成的以高堿度燒結(jié)礦合理配用酸性球團礦為主要形式的高爐爐料結(jié)構(gòu)的確立，促使球團礦成為高爐爐料的

23、重要組成部分。近十多年來，我國球團礦生產(chǎn)得到較快發(fā)展，年產(chǎn)量達到3000萬t，但仍僅占高爐爐料的10%左右，與國外高達50%甚至更高比例相比，相差甚遠，我國球團生產(chǎn)具有良好發(fā)展前景。</p><p>　　目前在我國鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團裝置的建成投產(chǎn)和多年的連續(xù)生產(chǎn)實踐，為我國鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團的發(fā)展，提供了成熟的經(jīng)驗和可靠的技術(shù)依據(jù)[1]。生產(chǎn)中鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的比例在不斷加大,設(shè)備的大型化是目前國內(nèi)外球

24、團生產(chǎn)的一個重要標(biāo)志，是未來球團工業(yè)發(fā)展的總趨勢。針對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯工藝球團燒結(jié)這樣的復(fù)雜生產(chǎn)過程，自動控制的主要目標(biāo)是穩(wěn)定生產(chǎn)工藝狀況，避免人為因素造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的劇烈波動，確保生產(chǎn)能夠獲得最大的效益，這就對生產(chǎn)過程自動化控制提出了如下的要求：必須通過先進的計算機控制手段實現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的穩(wěn)定化控制，保證生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)，以獲得最大的生產(chǎn)效益，這就是基于生產(chǎn)工藝目標(biāo)要求的計算機控制問題。實現(xiàn)這一控制目標(biāo)存在兩方面的問題需要

25、解決：復(fù)雜工業(yè)過程的關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定化控制和這些參數(shù)的優(yōu)化配置。解決第一個問題，可以降低生產(chǎn)過程的波動，確保生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定和持續(xù)運行；解決第二個問題，可以將系統(tǒng)維持在較優(yōu)的狀態(tài)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益。</p><p>　　1.1 球團燒結(jié)過程概述</p><p>　　1.1.1 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團燒結(jié)工藝流程</p><p>　　鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團法

26、是一種聯(lián)合機組生產(chǎn)球團礦的方法[2]。它的主要特點是生球的干燥預(yù)熱、預(yù)熱球的焙燒固結(jié)、焙燒球的冷卻分別在3個不同的設(shè)備中進行。而作為生球脫水干燥和預(yù)熱氧化的熱工設(shè)備-鏈篦機，它將生球布在慢速的篦板上，利用環(huán)冷機的余熱及回轉(zhuǎn)窯排出的熱氣流對生球進行鼓風(fēng)干燥及抽風(fēng)干燥、預(yù)熱氧化，脫除吸附水和結(jié)晶水，并達到足夠的抗壓強度（300-500N/個）后 直接送入回轉(zhuǎn)窯進行焙燒，由于回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度高，且回轉(zhuǎn)，所以加熱均勻，不受礦石種類限制，而且可以得

27、到質(zhì)量穩(wěn)定的球團。</p><p><b>　　1. 氧化焙燒系統(tǒng)</b></p><p>　　經(jīng)過鏈篦機預(yù)熱后的球團通過鏟料板和給料溜槽給人回轉(zhuǎn)窯中，并在隨回轉(zhuǎn)窯沿周邊翻滾的同時，沿軸向朝窯頭方向移動。在窯頭裝有專門設(shè)計的雙調(diào)節(jié)伸縮式噴煤管，通過煤管伸縮和一次風(fēng)量變化控制煤粉燃燒的火焰形狀和火焰長度。同時將環(huán)冷卻機一冷段1100 ℃熱廢氣引入窯頭罩，作為補充二次風(fēng)。

28、以保證窯內(nèi)所需焙燒溫度。球團在窯內(nèi)主要受熱輻射作用，邊翻滾邊焙燒，從而得到均勻焙燒。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)球團焙燒溫度1 250～1300 ℃，球團在回轉(zhuǎn)窯中停留時間約為30 min。焙燒好的球團通過回轉(zhuǎn)窯窯頭罩內(nèi)溜槽和固定篩卸到環(huán)冷卻機受料斗內(nèi)。</p><p>　　2. 成品球團礦冷卻系統(tǒng)</p><p>　　環(huán)冷卻機承擔(dān)回轉(zhuǎn)窯排出的溫度近1250～1300 ℃的熱球團礦，其粒度為8～16 mm，F(xiàn)

29、eO含量低于8％，經(jīng)過窯頭罩固定將大塊篩出后，通過環(huán)冷卻機受料斗均勻布在環(huán)冷機臺車上。球團礦在環(huán)冷卻機上被冷卻，正常冷卻時間48 min，同時球團礦中剩余的FeO得到進一步氧化，最終使球團礦中FeO含量降低1％以下，溫度降到150 ℃以下。</p><p>　　環(huán)冷卻機煙罩分四個區(qū)域，一冷段1100 ℃熱氣通過受料斗上部窯頭罩和平行管道直接回回轉(zhuǎn)窯用于提高窯內(nèi)氣氛溫度；二冷段760 ℃熱氣流直接通過熱風(fēng)管道和沉降

30、室返回鏈篦機預(yù)熱1段煙罩，用于球團的干燥和預(yù)熱；三冷段360 ℃熱風(fēng)由風(fēng)機引至鏈篦機鼔風(fēng)干燥段兌入冷風(fēng)，對鏈篦機鏈床上的生球進行鼔風(fēng)干燥；四冷段90～105 ℃廢氣通過環(huán)冷機上的煙筒直接排放。環(huán)冷機鼓風(fēng)機通過風(fēng)門自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，控制回?zé)犸L(fēng)溫度。</p><p>　　1.1.2 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機的檢測和自動控制</p><p>　　1. 鏈篦機干燥預(yù)熱系統(tǒng)</p>&l

31、t;p>　　鏈篦機干燥預(yù)熱系統(tǒng)的檢測和控制的項目有鏈篦機速度、料層厚度的檢測和控制；鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機速度聯(lián)動比例控制；鏈篦機鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段煙罩溫度及其壓力的檢測與調(diào)節(jié)；鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段風(fēng)箱溫度及其壓力的檢測；鏈篦機回水流量和進水壓力的檢測與顯示。將檢測信號送計算機和電氣連鎖。</p><p>　　2. 回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒系統(tǒng)</p><p>　　回轉(zhuǎn)窯

32、氧化焙燒系統(tǒng)的檢測和控制項目有回轉(zhuǎn)窯點火用煤粉量控制；回轉(zhuǎn)窯點火燒嘴用一、二次風(fēng)量的檢測與控制；回轉(zhuǎn)窯窯位的檢測及控制；回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)氣體最高溫度的檢測與控制；回轉(zhuǎn)窯窯皮溫度、窯頭和窯尾密封罩溫度、固定篩水冷回水流量和給水壓力的檢測。</p><p>　　3. 環(huán)冷機冷卻系統(tǒng)</p><p>　　環(huán)冷機冷卻系統(tǒng)檢測和控制的項目有二冷段、三冷段回?zé)犸L(fēng)溫度的檢測和控制，二冷段、三冷段回?zé)犸L(fēng)壓力的檢

33、測、顯示和報警；根據(jù)排礦溫度信號自動控制環(huán)冷風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，改變風(fēng)量，以調(diào)節(jié)排礦溫度；環(huán)冷機機速、料厚、卸料斗料位的檢測和控制。環(huán)冷機冷卻風(fēng)機出口壓力、冷卻水進水壓力和冷卻水進水流量的檢測顯示。</p><p>　　1.2 球團燒結(jié)主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　1.2.1 鏈篦機結(jié)構(gòu)特點</p><p><b>　　1. 傳動裝置</b>

34、</p><p>　　傳動裝置形式為雙側(cè)傳動，主要由電動機、懸掛減速裝置和稀油潤滑系統(tǒng)等組成。其驅(qū)動方式為：電動機→懸掛減速裝置→鏈篦機頭部主軸裝置。為適應(yīng)鏈篦機生產(chǎn)能力和原料狀況的變化，設(shè)計中選用了變頻專用電動機進行變頻調(diào)速，使鏈篦機運行裝置的運行速度在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了無級調(diào)速。懸掛減速裝置采用三環(huán)減速機形式，左右各一套，通過膨脹套連接懸掛在頭部主軸的兩端。</p><p><b&

35、gt;　　2. 運行部分</b></p><p>　　運行部分是鏈篦機的核心，它是由驅(qū)動鏈輪裝置、從動鏈輪裝置、側(cè)密封、上托輥、下托輥、鏈篦裝置及拉緊裝置組成。驅(qū)動裝置安裝在鏈篦機的頭部鏈輪軸上裝有6個等間距的鏈輪。軸承采用滾動軸承，該軸承設(shè)計成水冷式，同時側(cè)板采用耐熱內(nèi)襯隔熱。主軸為中間固定，兩端可自由伸長，軸心采用通水冷卻措施。側(cè)密封包括靜密封和動密封。靜密封固定在鏈篦機的骨架上，動密封由鏈篦機的

36、側(cè)板所形成。</p><p><b>　　3. 鏟料板裝置</b></p><p>　　鏟料板裝置包括鏟料板及支承、鏈條裝置、重錘裝置及拉緊裝置。鏟料板的主要作用是將篦板上的物料送入回轉(zhuǎn)窯。重錘裝置可以使鏟料板做起伏運動，既可以躲避嵌在篦板上的碎球?qū)︾P料板的頂啃，又可以防止鏟料板漏球，鏟料板支撐梁采用通水冷卻，以提高其使用壽命。</p><p>

37、;　　1.2.2 回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　回轉(zhuǎn)窯主要由筒體、窯頭、窯尾密封裝置、傳動裝置、拖輪支承裝置，滑環(huán)裝置組成。筒體由兩組拖輪支承，靠一套大齒輪及懸掛在其上的柔性裝置、液壓馬達驅(qū)動筒體旋轉(zhuǎn)，在窯的進料端和排料端分別設(shè)有特殊的密封裝置，防止漏風(fēng)、樓料。</p><p>　　1. 窯頭、窯尾密封裝置：窯尾密封裝置由窯尾罩、進料溜罩及鱗片密封裝置組成，主要是聯(lián)系鏈篦機頭部與回轉(zhuǎn)

38、窯筒體尾部，組成鏈篦機與回轉(zhuǎn)窯的料流通道。窯頭密封裝置由窯頭箱及鱗片密封裝置組成，主要是聯(lián)系回轉(zhuǎn)窯頭部與冷卻機給料斗，由回轉(zhuǎn)窯筒體來的焙燒球團礦，進入窯頭箱后通過其下方的固定篩，由給料斗給到冷卻機臺車上進行冷卻。</p><p>　　2. 筒體：筒體由不同厚度的鋼板焊接而成。筒體支承點的滾圈是嵌套在筒體上的，并用擋鐵固定在筒體上。</p><p>　　3. 支承裝置：本回轉(zhuǎn)窯有兩個支承點，

39、從排料端到進料端分別為1號和2號；其中2號靠近傳動裝置，在安裝時定為基準(zhǔn)點。每組支承點均由嵌在筒體的滾圈支承在兩個拖輪上，它支承筒的重量并防止筒變形。拖輪軸承采用滾動軸承，軸承由通向軸承座內(nèi)的冷卻水來冷卻。筒體安裝傾斜角度2.5°至3.0°。由推力擋輪來實現(xiàn)竄窯時筒體的縱向移動。</p><p>　　4. 傳動裝置：回轉(zhuǎn)窯傳動方式有電機-減速機傳動方式和柔性傳動方式。電機-減速機傳動方式由于安

40、全性差、噪音大，新設(shè)計的回轉(zhuǎn)窯一般不予以采用。柔性減速裝置提供回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)動力，它裝在大齒輪上的連桿與筒體連接而使筒體轉(zhuǎn)動。主要由動力站、液壓馬達及懸掛轉(zhuǎn)速機等組成。</p><p>　　5. 熱電偶滑環(huán)裝置：熱電偶滑環(huán)裝置用于將熱電偶的溫度信號送到主控儀表室進行監(jiān)控，以作為溫度控制的重要依據(jù)?；剞D(zhuǎn)窯是一個尾部高，頭部低的傾斜筒體。球團在筒體滾動爆落的同時，又從窯尾向窯頭不停的滾動落下，最后經(jīng)窯尾排出，也就是說球

41、在窯內(nèi)的焙燒過程是一個機械運動、理化反應(yīng)與熱工運動的綜合過程。</p><p>　　1.2.3 環(huán)冷機結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　環(huán)冷機是由支架、臺車、導(dǎo)軌、風(fēng)機、機罩及傳動裝置組成。環(huán)冷機是一個環(huán)狀槽形結(jié)構(gòu)，由若干可翻轉(zhuǎn)的臺車組成環(huán)形工作表面，環(huán)形式中車兩側(cè)圍有內(nèi)外墻，構(gòu)成環(huán)狀回轉(zhuǎn)體，內(nèi)外墻內(nèi)壁均襯有耐火材料?；剞D(zhuǎn)環(huán)體上部固定一個襯有耐火材料的環(huán)冷機罩。回轉(zhuǎn)環(huán)體與固定機罩之間設(shè)有砂封裝

42、置，防止漏風(fēng)。環(huán)冷機可分成給礦部、高溫部（第一冷卻段）、低溫段（第二、第三冷卻段）和排礦部等幾部分。</p><p>　　1.3 工業(yè)過程控制的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　工業(yè)過程控制是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)。目前，工業(yè)過程控制技術(shù)正在向智能化、

43、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展[3]。</p><p>　　1. 以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流</p><p>　　工業(yè)控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎(chǔ)自動化和過程自動化。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成。20世紀90年代以來，

44、由于PC-based的工業(yè)計算機（簡稱工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑[4]。</p><p>　　2. PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性方向發(fā)展</p><p>　　由于最初采用計算機的設(shè)計思想和適應(yīng)各種現(xiàn)場應(yīng)用的設(shè)計思路，因此隨著電子事業(yè)的飛速發(fā)展，PLC已超越了傳統(tǒng)

45、邏輯控制的意義[5]。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性將是PLC未來發(fā)展的主要方向。</p><p>　　1.4 論文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排</p><p>　　本文對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團燒結(jié)工藝進行了充分調(diào)研，并且廣泛收集了鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機的數(shù)據(jù)參數(shù)進行了深入分析研究。鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動化控制系統(tǒng)采用西門子PLC控制系統(tǒng)，過程綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了邏輯連鎖控制、基礎(chǔ)回路控制、優(yōu)化控

46、制、運行管理和系統(tǒng)管理等功能[12]?？刂葡到y(tǒng)在實現(xiàn)“三電一體化”的基礎(chǔ)上成功利用PROFIBUS現(xiàn)場總線將ET200M遠程I/O系統(tǒng)連接到控制系統(tǒng)中。鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷卻機的自動控制過程應(yīng)用工控組態(tài)軟件WinCC 6.0設(shè)計完成。</p><p><b>　　本文的結(jié)構(gòu)安排：</b></p><p>　　第一章緒論對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團燒結(jié)的工藝流程進行了概述，

47、并對其檢測與監(jiān)控進行了說明。對鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機的結(jié)構(gòu)特點進行了介紹，最后對工業(yè)過程控制的現(xiàn)狀進行了敘述；</p><p>　　第二章主要對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機計算機自動控制系統(tǒng)的硬件配置進行了介紹；對現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、STEAP7和PLC都進行了詳細的說明。</p><p>　　第三章主要對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機計算機自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，該設(shè)計是基WinCC 6.0工控組態(tài)

48、軟件完成的。</p><p>　　2 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機控制系統(tǒng)的硬件配置</p><p>　　根據(jù)鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)生產(chǎn)線的工藝特點及技術(shù)要求，設(shè)計的生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)采用西門子的Profibus-DP過程現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了工控機、PLC、遠程I/O、直流調(diào)速裝置、交流變頻裝置及現(xiàn)場智能儀表的通信連接，實現(xiàn)了球團生產(chǎn)的集中管理和分散控制。</p><

49、p>　　2.1 PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1.1 PROFIBUS-DP概述</p><p>　　PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場設(shè)備級的高速數(shù)據(jù)傳輸，中央控制器通過高速串行總線同分散的設(shè)備進行通信。原則上，PROFIBUS-DP協(xié)議在任何處理器上多可以實現(xiàn)，在微處理器內(nèi)部或外部安裝通用異步收發(fā)器即可完成。但數(shù)據(jù)傳送數(shù)率超過500 kbps或需

50、要使用IEC1158-2傳輸技術(shù)時，建議使用協(xié)議專用芯片。 </p><p>　　多數(shù)數(shù)據(jù)交換采用周期方式，除了周期通信方式外，智能現(xiàn)場設(shè)備也采用周期性通訊方式，以進行組態(tài)、診斷和報警處理。中央控制器周期地讀取從站的輸入信息，并周期地向從站發(fā)送輸出信息。總線循環(huán)時間必須要比中央控制器的程序循環(huán)時間短，在很多應(yīng)用場合，程序應(yīng)用時間約為10 S。</p><p>　　2.1.2 PROFIBU

51、S-DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)接口</p><p><b>　　1．分段結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　為滿足PROFIBUS-DP的最大數(shù)據(jù)傳輸速率12 Mbpt的要求，在一條雙絞線電纜的總線系統(tǒng)上，最多可以管理和監(jiān)控127臺設(shè)備，不過必須分成幾段，每斷32個站，段與段之間可以用中繼器連接，與MPI協(xié)議網(wǎng)絡(luò)一樣，在最低通訊速率時，兩中繼器之間的通訊距離可達1000 m每段

52、的首尾接口都必須接終端電阻。</p><p><b>　　2．主站與從站</b></p><p>　　主站分為1類主站和2類主站。1類主站可以是帶DP口的（或DP通訊模塊）S7-300、400，或者是帶通信卡的PC，可以從站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；2類主站通常為編程器和操作面板，2類主站只能有選擇性地接受從站發(fā)送給1類主站的數(shù)據(jù)，而不能從站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)進行控制，從站是被動的

53、節(jié)點必須在它的1類主站的控制下發(fā)送數(shù)據(jù)，從站可以是S7-200/300/400和PC等。</p><p>　　2.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)</p><p>　　2.2.1 工業(yè)以太網(wǎng)概述</p><p>　　所謂工業(yè)以太網(wǎng)，是指其在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn))兼容，但材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度和適用性方面應(yīng)能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。</p><

54、p>　　2.2.2 現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)結(jié)合</p><p>　　如今的控制網(wǎng)絡(luò)中，工業(yè)以太網(wǎng)己經(jīng)成為企業(yè)層和控制層的主要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)貫穿于整個工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的各個層次，在提高了帶寬和響應(yīng)時間的同時，以其良好的互連性和可擴展性使之成為真正的開放式網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　2.3 PLC在鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　由于鏈篦機-

55、回轉(zhuǎn)窯自動化控制過程的復(fù)雜性，其計算機控制系統(tǒng)考慮采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心的控制。PLC控制系統(tǒng)采用STEP7 V5.1來完成硬件組態(tài)、地址和站址的分配以及PLC程序編制、測試、調(diào)試和文檔處理。</p><p>　　2.3.1 STEP7編程軟件概述</p><p>　　本系統(tǒng)采用SIMATIC S7-400的配套編程工具STEP 7完成硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置

56、、PLC程序編制、測試、調(diào)試和文檔處理[13]。STEP 7中集成的SIMATIC編程語言和語言表達方式符合EN61131-3或IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)，并運行在操作系統(tǒng)Windows 98/2000下并與Windows的圖形和面向?qū)ο蟮牟僮髟瓌t相匹配。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包提供的應(yīng)用工具如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包</p><p>　　(1) S

57、IMATIC管理器：SIMATIC管理器集中管理有關(guān)SIMATIC S7、SIMATIC M7、SIMATIC C7的所有工具軟件和數(shù)據(jù)，編輯所選數(shù)據(jù)所需要的工具由SIMATIC Manager自行啟動。</p><p>　　(2) 符號編輯器：符號編輯器可以管理所有的共享符號，具有為過程信號（輸入輸出）、位存儲和塊設(shè)定符號名和注釋分類功能；從/向其它Windows程序?qū)?導(dǎo)出的功能。用這個工具生成的符號表可供

58、所有其它工具使用，因而對一個符號特性的任何變化都能自動被其它工具識別。程序塊中可采用符號、注釋來代替抽象的絕對地址，程序的可讀性好，易于調(diào)試和維護。</p><p>　　(3) 診斷硬件：該功能能夠提供可編程控制器狀態(tài)的一個概況。這個概況中可以顯示符號指示每個模板是否正?；蛴泄收稀ｋp擊故障模板顯示有關(guān)故障的詳細信息。信息的范圍依據(jù)各個模板而定。</p><p>　　(4) 編程語言：用于

59、S7-300和S7-400的編程語言梯形邏輯、語句表和功能塊圖是標(biāo)準(zhǔn)軟件包的一個集成部分。</p><p>　　(5) 硬件組態(tài)：為自動化項目的硬件作組態(tài)和參數(shù)賦值，具有以下功能：組態(tài)可編程控制器；組態(tài)分布式I/O、組態(tài)中央I/O和以通道為單位的I/O；給CPU賦值參數(shù)的過程中通過菜單的指導(dǎo)設(shè)置屬性；用對話框設(shè)置方式實現(xiàn)模板的參數(shù)賦值。</p><p>　　(6) NetPro網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：用

60、于定義經(jīng)MPI網(wǎng)絡(luò)連接的自動化組件之間的時間中斷，循環(huán)數(shù)據(jù)傳送或者定義用MPI、SINE L2、SINEC H1事件中斷的數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　(7) 生成用戶程序：STEP 7提供語句表（STL）、梯形圖（LAD）和控制功能圖（FBD）等編程語言；而且，為了某些特殊的任務(wù)，還有另外的編程語言或面向工藝的組態(tài)可供使用，這些都是模塊化SIMATIC工控軟件的一部分。</p><p>

61、;　　S7 CPU操作系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)地執(zhí)行OB1。PLC上電，OB100(啟動模塊)結(jié)束后，操作系統(tǒng)調(diào)用OB1，當(dāng)OB1運行結(jié)束后操作系統(tǒng)再次啟動OB1。在OB1中編制邏輯程序或調(diào)用其他功能塊，下載后CPU就掃描執(zhí)行用戶程序；掃描周期開始，操作系統(tǒng)先讀取輸入值并錄入過程輸入映像表中，接受各種全局數(shù)據(jù)，CPU在處理過程中將使用這些值；程序計算的輸出值存放在過程輸出映像表中，掃描結(jié)束，操作系統(tǒng)讀取輸出值傳送到過程輸出口，并發(fā)送全局數(shù)據(jù)；如此循

62、環(huán)執(zhí)行（如圖2.2所示）。</p><p>　　圖2.2 S7系列PLC的掃描過程</p><p>　　球團燒結(jié)過程計算機控制系統(tǒng)的程序設(shè)計采用模塊化、結(jié)構(gòu)化編程，應(yīng)用OB、FB、FC 塊及相關(guān)數(shù)據(jù)塊DB組成球團生產(chǎn)自動控制程序，在軟件設(shè)計中采用了抗干擾措施。</p><p>　　2.3.2 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機控制系統(tǒng)的機架組態(tài)</p><p

63、>　　系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)主站與主站，從站與從站，從站與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接實現(xiàn)了全自動化的遠程控制，其機架組態(tài)如圖2.3所示。西門子PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線及ET 200系列分布式I/O的使用降低了系統(tǒng)設(shè)計、制造、安裝、維護的成本，易于擴展，可有效提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　2.3.3 PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能</p><p>　　整個球團生產(chǎn)自動控制由下位

64、機PLC完成實時控制，通過開放的PROFIBUS-DP</p><p>　　圖2.3 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機系統(tǒng)的PLC機架組態(tài)</p><p>　　現(xiàn)場總線連接各個部件，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)順序控制、邏輯控制、聯(lián)動和連鎖控制以及信號傳輸、報警和數(shù)據(jù)采集等，同時設(shè)有人工緊急停車處理按鈕。EWS工程師站提供方便的PLC和監(jiān)控軟件在線和離線維護、測試和開發(fā)功能。球團燒結(jié)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的P

65、LC程序采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，分為組織塊、功能塊、功能塊和共享數(shù)據(jù)塊四種類型。</p><p>　　鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團生產(chǎn)的控制系統(tǒng)的運行可分為三個階段，即啟動階段、正常運行階段和停止階段。在啟動和停止階段需要完成鏈篦機機組、回轉(zhuǎn)窯機組和環(huán)冷機機組等設(shè)備裝置的啟停操作，而正常運行階段主要實現(xiàn)對各個生產(chǎn)過程變量的控制調(diào)整操作，包括基本的回路閉環(huán)控制操作和高級的優(yōu)化控制操作。因此鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團生產(chǎn)綜合自

66、動化系統(tǒng)的過程控制功能包括邏輯連鎖控制、基礎(chǔ)回路控制和優(yōu)化控制功能。這里主要介紹邏輯連鎖控制功能和基礎(chǔ)回路控制功能。</p><p>　　1. 邏輯連鎖控制功能</p><p>　　邏輯連鎖控制可實現(xiàn)各設(shè)備裝置的單機起停操作和全線聯(lián)動起停操作。邏輯連鎖控制讀入開關(guān)、觸點狀態(tài)，檢查各設(shè)備的工作條件和約束關(guān)系，送出開關(guān)量輸出信號，控制各設(shè)備電動機的起動和停止、閥門的開啟和關(guān)閉等。對電機和風(fēng)門進

67、行順序控制，并不是手動操作規(guī)程的簡單排列，而是綜合考慮對象的啟停特性、信息的變化規(guī)律和故障的處理方法等因素后，進行分析排列，從而整理出自動操作的邏輯關(guān)系。</p><p>　　2. 基礎(chǔ)回路控制功能</p><p>　　基礎(chǔ)回路控制可實現(xiàn)各生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制操作。在鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯氧化球團生產(chǎn)過程綜合自動化系統(tǒng)中，設(shè)計了自動配料，造球水分，鏈篦機的速度、鼔干段罩內(nèi)溫度、抽干段罩內(nèi)溫度

68、和預(yù)熱段罩內(nèi)溫度，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速、點火用煤粉量，點火燒嘴用一、二次風(fēng)量和窯內(nèi)氣體焙燒溫度，回轉(zhuǎn)窯事故停機時的緊急慢動控制，環(huán)冷機速度，鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機速度聯(lián)動比例等控制回路。</p><p>　　球團燒結(jié)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的主要控制功能設(shè)計控制系統(tǒng)的設(shè)備基本操作有兩種方式，即就地手動方式和PLC遠方集中方式，如圖2.4所示。所有的工藝和附屬的電動設(shè)備均由PLC系統(tǒng)來監(jiān)控。除電機的起停、操作選擇、接觸器、熱繼電器

69、等常規(guī)控制信號由處理外，大電機運行電流信號也以標(biāo)準(zhǔn)信號送進PLC系統(tǒng)，進行監(jiān)視。</p><p>　　圖2.4 PLC控制系統(tǒng)的主要控制功能</p><p><b>　　2.4 小結(jié)</b></p><p>　　本章主要敘述了鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷卻機自動控制系統(tǒng)采用西門子的Profibus-DP過程現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了工控機、PL

70、C、遠程I/O、直流調(diào)速裝置、交流變頻裝置及現(xiàn)場智能儀表的通信連接，實現(xiàn)了球團生產(chǎn)的集中管理和分散控制。</p><p>　　3 鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)的計算機監(jiān)控研究</p><p>　　組態(tài)監(jiān)控軟件體系結(jié)構(gòu)是針對系統(tǒng)硬件體系來劃分的，因此必須對系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和功能實現(xiàn)有比較透徹的了解和分析，再根據(jù)實際情況設(shè)計具體實現(xiàn)方案。本章主要介紹鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯自動化控制系統(tǒng)上位機組態(tài)軟件的設(shè)計和實

71、現(xiàn)。</p><p>　　3.1 WinCC組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　WinCC工控組態(tài)軟件是德國西門子公司委托美國Micrsoft公司為其開發(fā)的基于Windows 2000的大型HMI應(yīng)用軟件，它集控制技術(shù)、人機界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，包含動態(tài)顯示、報警、趨勢、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，提供一個友好的用戶界面，使用戶可根據(jù)實際生產(chǎn)需要生成相應(yīng)應(yīng)用

72、軟件[14]。對WinCC的主要子系統(tǒng)敘述如下：</p><p>　　3.1.1 用戶接口和操作</p><p>　　1．可組態(tài)的用戶接口：用戶接口的布局(屏幕畫面)使得用戶和過程之間的對話更加靈活，而且更加面向任務(wù)。屏幕可以分割為總瀏覽區(qū)、工作區(qū)、按鍵區(qū)，這樣可以提供更清晰的畫面。</p><p>　　2．訪問授權(quán)和用戶管理：可以禁止訪問每個生產(chǎn)過程、記錄或Win

73、CC的操作，以防止沒有授權(quán)的存取，包括修改設(shè)定值、選擇圖形畫面或從過程控制中調(diào)用組態(tài)軟件。</p><p>　　3.1.2 圖形系統(tǒng)</p><p>　　1．圖形系統(tǒng)的任務(wù)：顯示靜態(tài)畫面和操作者可控制的畫面元素；更新動態(tài)畫面元素；對操作員輸入作出反應(yīng)；</p><p>　　2．圖形系統(tǒng)組件構(gòu)成：圖形編輯器是圖形系統(tǒng)的組態(tài)組件，是用于創(chuàng)建畫面的編輯器；圖形運行軟件是圖

74、形系統(tǒng)的運行組件，顯示運行系統(tǒng)中的畫面上的圖片，并管理所有的輸入和輸出。</p><p>　　3．模塊庫：模塊庫有助于用戶高效創(chuàng)建用戶畫面，在組態(tài)期間采用拖放方式將模塊庫中的對象插入過程畫面。</p><p>　　3.1.3 報警系統(tǒng)</p><p>　　1．報警記錄的任務(wù)：在WinCC中，報警記錄編輯器負責(zé)消息的采集和歸檔，包括過程、預(yù)加工、表達式、確認及歸檔等消

75、息的采集功能。報警系統(tǒng)給操作員提供關(guān)于操作狀態(tài)和過程故障狀態(tài)的信息。</p><p>　　2．報警記錄的組件構(gòu)成：報警記錄組件由組態(tài)系統(tǒng)組件和運行系統(tǒng)組件組成：① 報警記錄組態(tài)系統(tǒng)組件為報警記錄編輯器，用來定義顯示何種報警、報警的內(nèi)容、報警的時間。② 報警記錄運行系統(tǒng)組件主要負責(zé)過程值的監(jiān)控、控制報警輸出、管理報警確認。報警以列表形式顯示在WinCC報警控件中。</p><p>　　3.1

76、.4 歸檔系統(tǒng)</p><p>　　1．歸檔系統(tǒng)的任務(wù)：過程值歸檔的目的是采集、處理和歸檔工業(yè)現(xiàn)場的過程數(shù)據(jù)，所獲得的過程數(shù)據(jù)可用于獲取與設(shè)備的操作狀態(tài)有關(guān)的管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。歸檔系統(tǒng)除了用于過程值的處理外，還用于對報警進行歸檔。</p><p>　　2．歸檔系統(tǒng)的組件：① 變量記錄是歸檔系統(tǒng)的組態(tài)組件，用于確定對哪些過程值進行歸檔以及何時歸檔。圖形編輯器提供在線趨勢控件和在線表格控件，在畫

77、面中顯示過程值當(dāng)前的發(fā)展進程。② 變量記錄運行系統(tǒng)是歸檔系統(tǒng)的運行系統(tǒng)組件，負責(zé)把運行系統(tǒng)中必須進行歸檔的過程值寫入過程值歸檔，以及從過程值歸檔中讀出已歸檔的過程值。</p><p>　　3.2 利用WinCC實現(xiàn)球團燒結(jié)過程的實時監(jiān)測</p><p>　　球團燒結(jié)過程計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機部分由工程師站和操作員站組成。工程師站(ENS)由高檔微機組成，具有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)、設(shè)備組態(tài)、圖形組態(tài)

78、、控制語言組態(tài)、報表組態(tài)、事故庫組態(tài)、離線查詢、程序調(diào)試下載等功能；操作員站(OPS)由高檔微機或工業(yè)微機組成，具有流程圖顯示與操作、報警監(jiān)視及確認、日志查詢、趨勢顯示、參數(shù)列表顯示、控制調(diào)節(jié)、在線參數(shù)修改和報表打印等功能。</p><p>　　計算機監(jiān)控系統(tǒng)人機接口(HMI)部分采用WinCC組態(tài)軟件來完成球團燒結(jié)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)采集、報警、趨勢、數(shù)據(jù)記錄及中文報表等工作。操作員通過操作終端詳細了解全廠

79、生產(chǎn)運行情況，并可下達操作控制指令，指揮全廠生產(chǎn)，實現(xiàn)全廠自動化控制。其功能主要包括：</p><p><b>　　1. 生產(chǎn)監(jiān)測功能</b></p><p>　　鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團生產(chǎn)過程的主要工藝參數(shù)如：煙罩溫度、風(fēng)箱溫度、鏈篦機料厚、回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度、窯頭溫度、窯尾溫度等均由自動化儀表進行在線檢測，由計算機控制系統(tǒng)進行線性化及數(shù)字濾波等處理；</p>

80、<p>　　所有工藝參數(shù)實時地顯示在動態(tài)工藝流程圖畫面中。在這類畫面中，除形象地示出熟料窯生產(chǎn)工藝流程外，能實時、準(zhǔn)確地在其相應(yīng)的位置上顯示各種工藝參數(shù)的實際值、報警狀態(tài)和操作狀態(tài)等；</p><p>　　采用軟件的標(biāo)準(zhǔn)畫面形式，根據(jù)變量的相關(guān)性安排總貌畫面顯示內(nèi)容，越限報警值，完成自動/手動切換、給定參數(shù)設(shè)置等功能。對重要參數(shù)采用趨勢圖形式進行記錄和顯示；</p><p>　

81、　按照操作人員的操作習(xí)慣，將相關(guān)的參數(shù)分組設(shè)計模擬監(jiān)視畫面，顯示各種參數(shù)的設(shè)定值、檢測值、報警值、操作值和閥門開度。</p><p>　　2. 人工信息設(shè)定功能</p><p>　　實現(xiàn)各種控制給定值的設(shè)定與調(diào)整，以及回路控制參數(shù)和生產(chǎn)條件參數(shù)的在線輸入、選擇和修改；</p><p>　　實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的在線輸入、選擇和修改。</p><p&g

82、t;　　3. 生產(chǎn)安全管理功能</p><p>　　對設(shè)備故障進行報警，對設(shè)備的維護進行管理，保證設(shè)備的安全運行；</p><p>　　針對關(guān)鍵設(shè)備的啟停，定義操作條件進行限制保護；</p><p>　　對自動控制和軟手動控制過程中，對操作人員可能出現(xiàn)的誤操作，應(yīng)用軟件包具有采取相應(yīng)的補救措施的功能。</p><p>　　4. 生產(chǎn)報表打印功

83、能</p><p>　　實現(xiàn)生產(chǎn)報表統(tǒng)計功能。對于重要的熱工參數(shù)、電氣參數(shù)及計量數(shù)據(jù)記錄報表打印。統(tǒng)計報表以小時、班次、日、月為單位累計計算，并以報表形式輸出。監(jiān)視參數(shù)記錄報表可隨機和定時兩種形式打印生產(chǎn)過程監(jiān)控參數(shù)。工藝參數(shù)趨勢曲線(實時趨勢及歷史趨勢)顯示與打??；</p><p>　　實現(xiàn)報警/事件記錄和報表功能，包括操作員操作記錄，工藝參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)與控制方式改變，報警產(chǎn)生、確認等信

84、息的顯示與打??；</p><p>　　數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能。歷史數(shù)據(jù)采集與自動歸檔存儲；以歷史趨勢圖和統(tǒng)計報表自動記錄歷史數(shù)據(jù)，為日后的事件分析提供依據(jù)。</p><p><b>　　5. 系統(tǒng)管理功能</b></p><p>　　按操作員、系統(tǒng)工程師、管理人員的不同級別進行注冊，實現(xiàn)用戶控制權(quán)限分級管理功能；</p><p&g

85、t;　　能夠增加和刪除用戶，對用戶的權(quán)限進行設(shè)定和用戶密碼進行修改；</p><p>　　系統(tǒng)自動記錄系統(tǒng)事件和用戶操作，同時對系統(tǒng)異常進行報警；</p><p>　　在各回路控制程序的編制過程中把安全、可靠性放在首位，對參數(shù)越限、系統(tǒng)通訊故障、硬件采集故障采取相應(yīng)的措施；</p><p>　　出現(xiàn)操作員站掉電、工作站掉電或網(wǎng)絡(luò)通訊故障等情況下，控制程序應(yīng)具有防止回

86、路設(shè)定值異常、甚至回零現(xiàn)象發(fā)生的功能，除及時進行報警外，采取相應(yīng)的措施；</p><p>　　對系統(tǒng)硬件采集故障、檢測儀表、變送單元等故障所出現(xiàn)的采集信號異常應(yīng)能采取相應(yīng)的措施，保證控制回路正常工作，生產(chǎn)過程安全。</p><p><b>　　6. 系統(tǒng)導(dǎo)航功能</b></p><p>　　實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)航的功能；</p><

87、;p>　　實現(xiàn)各監(jiān)控畫面之間的切換和各個子系統(tǒng)間的切換的功能。</p><p>　　在弓長嶺球團廠鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯工藝球團燒結(jié)綜合自動化系統(tǒng)中，基于WinCC組態(tài)軟件開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)在架構(gòu)上主要以鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)工藝流程和相關(guān)設(shè)備為線索，鑒于時間原因只對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機的流程實現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控自動化系統(tǒng)功能。</p><p>　　圖3.1-圖3.5為系統(tǒng)監(jiān)控圖。</p>

88、;<p>　　圖3.1 鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機綜合監(jiān)控畫面</p><p>　　圖3.2 鏈篦機球團干燥系統(tǒng)工藝流程畫面</p><p>　　圖3.3 回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)系統(tǒng)工藝流程畫面</p><p>　　圖3.4 環(huán)冷機球團冷卻系統(tǒng)工藝流程畫面</p><p>　　圖3.5 成品貯存、輸送系統(tǒng)工藝流程畫面</p>

89、<p><b>　　3.3 小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機球團燒結(jié)過程上位機軟件組態(tài)的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法。利用組態(tài)軟件WinCC生動準(zhǔn)確的畫面描述工業(yè)控制流程。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文基于鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)的工藝過程，結(jié)合弓長嶺

90、礦業(yè)公司200萬噸氧化球團廠鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團燒結(jié)綜合自動化設(shè)備控制系統(tǒng)，對鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機進行了詳細的介紹。通過詳細的研究工業(yè)控制中積累的大量數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中挖掘有用的知識，用于指導(dǎo)對工業(yè)對象的自動化控制。從球團的工藝結(jié)構(gòu)開始研究，詳細的介紹的回轉(zhuǎn)窯、鏈篦機、環(huán)冷機的結(jié)構(gòu)特點，并對其檢測與監(jiān)控進行了說明，通過先進的計算機控制手段實現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的穩(wěn)定化控制。</p><p>　　本系統(tǒng)采用西門子的PRO

91、FIBUS-DP過程現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的融合，使現(xiàn)場的主要設(shè)備與PLC連接，實現(xiàn)了球團生產(chǎn)的集中管理和分散控制。本設(shè)計是應(yīng)用工控組態(tài)軟件WinCC 6.0對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機的工藝流程做出生動準(zhǔn)確的畫面描述，為現(xiàn)場提供了更好的人機界面，使操作人員詳細的了解生產(chǎn)運行情況，并可下達操作控制指令實現(xiàn)整體的自動化控制。鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機球團燒結(jié)生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的實施，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和成品球團礦的質(zhì)量，對提高球團企業(yè)的整體經(jīng)濟效

92、益具有推動作用，同時為復(fù)雜工業(yè)過程控制提供了實用的方法。</p><p>　　現(xiàn)代球團燒結(jié)過程的控制非常復(fù)雜，。針對鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯工藝球團燒結(jié)這樣的復(fù)雜生產(chǎn)過程，本自動控制的設(shè)計是穩(wěn)定生產(chǎn)工藝狀況，避免人為因素造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的劇烈波動，可以將系統(tǒng)維持在較優(yōu)的狀態(tài)，保證生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)，以獲得最大的生產(chǎn)效益。</p><p><b>　　致 謝</b><

93、;/p><p>　　本次畢業(yè)論文全程都是在***老師親自指導(dǎo)下完成的。王老師淵博的學(xué)識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度深深地感染了我，他為人和藹、誨人不倦，雖然工作繁忙但每次都給予我無私而細致的幫助，并且提供我一些資料和現(xiàn)場數(shù)據(jù)使得我的畢業(yè)論文得以順利地完成。這里僅代表我個人向他表示誠摯地感謝。</p><p>　　回首我的大學(xué)時光感慨頗多，兩年的航程歲短暫但不乏收獲。</p><p>

94、;　　“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”感謝遼寧科技大學(xué)所有給我上過課的老師，是您們提供了我一個學(xué)習(xí)知識、展示自己的平臺，雖然不能一一羅列您們的名字，但借此機會向您們獻上我內(nèi)心最真誠的感謝和祝福。</p><p>　　同時也感謝*，*同學(xué)給予的幫助，感謝你們提出的寶貴意見，在這里一并表示感謝，謝謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><

95、p>　　張一敏. 球團礦生產(chǎn)知識問答[M] 冶金工業(yè)出版社.2005，2.</p><p>　　張一敏. 球團礦生產(chǎn)技術(shù)[M] 冶金工業(yè)出版社.2005，69-73.</p><p>　　劉鑫. 我國工業(yè)控制自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J] 電氣時代.2003,（12）:22-25.</p><p>　　黃雄輝. 工業(yè)過程控制中PLC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)[J]

96、控制過程.2003,（5）:15-15.</p><p>　　王永華. 現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)[M] 中國輕工業(yè)出版社.2002.71-73.</p><p>　　劉樹波，王媛，微機監(jiān)控系統(tǒng)中PLC與上位機通訊的研究[J] 長江科學(xué)院院報.1999，16(5):7-9.</p><p>　　劉美，李楨，朱學(xué)峰 基于微機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的DCS系統(tǒng)[J] 控制工程.2003

97、,5:17-20.</p><p>　　方曉柯. 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究[D] 東北大學(xué).2005.</p><p>　　于忠斌，丁恩杰.工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)[J] IB智能建筑與城市信息.2004,（6）:31-33.</p><p>　　薛凌燕，李正軍.基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的集散控制系統(tǒng)[J] 兵工自動 化.2007:26(1)62-62.<

98、/p><p>　　陳華.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)[M] 機械工業(yè)出版社.2006.</p><p>　　王介生, 張勇, 叢峰武, 等. 鞍鋼200萬t氧化球團鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 燒結(jié)球團. 2005, 30(4): 9-13.</p><p>　　SIEMENS Company.STEP 7 V5.0 Programmi

99、ng handbook，1998.</p><p>　　SIEMENS Company.SIMATIC WinCC V6.0 handbook，2000.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。&l

100、t;/p><p>　　首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。</

101、p><p>　　首先，我要特別感謝我的知道**老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。**功老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對**老師表示衷心的感謝。</p><p>　　其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)

102、習(xí)期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。</p><p>　　另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。</p><p>　　最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉

103、獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。</p><p>　　四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。</p><p>　　回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。</p><p&g

104、t;　　學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。</p><p>　　在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。</p><p>　　最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師**老師。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給