基于NetLinx网络的混矿流量控制系统设计.doc

本科生课程设计（论文）辽宁工业大学工业控制网络课程设计（论文）题目：基于NetLinx网络的混矿流量控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化132班学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2017.1.03~2017.1.1336课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化学号学生姓名专业班级自动化132班课程设计（论文）题目基于NetLinx网络的混矿流量控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的功能：在氧化铝生料浆配料过程中，需要将混矿原料输送到球磨机中。采用罗克韦尔公司的NetLinx三层网络完成混矿流量的控制系统设计，该控制系统的功能包括：1、实现皮带秤的启停功能；2、实现联锁功能；3、实现混矿流量的控制功能。设计任务及要求：1、控制系统采用罗克韦尔公司的NetLinx三层网络；2、完成Ethernet,ControlNet,DeviceNet网络结构的配置和规划；3、完成方案设计和I/O分配表；4、完成硬件设计和软件编程；5、离线运行分析；6、撰写课程设计论文。技术参数：1、电动机的额定功率22Kw，额定电压380V，额定电流7A，额定转速1450rpm。2、混矿的流量范围为60-80t/h；流量信号变化范围，4~20mA。进度计划1、熟悉课程设计题目，查找及收集相关书籍、资料（2天）；2、设计系统的结构原理图（1天）；3、仪表、控制系统等设备的选型（1天）；4、程序开发（4天）；5、撰写课设论文（1天）；6、设计结果考核（1天）；指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算摘要铝工业对科技、经济、国防和人民生活具有极其重要的意义，氧化铝是电解铝的主要原料。目前国内配料的操作基本为手动或半自动化操作，依靠人工经验设定物料配比，物料不能实现准确的计量，生产连续性差，设备运转率低，能耗大，工人劳动强度大，现已成为企业发展的瓶颈。随着市场竞争的日益激烈，配料过程自动化对提高企业生产率、提升企业的竞争力有着不可忽视的作用。本文针对氧化铝生料浆的配料过程，对皮带秤的启停功能，联锁功能和混矿流量的控制功能进行了探究和实现。在氧化铝生料浆配料过程中，需要将混矿原料输送到球磨机中。采用罗克韦尔公司的NetLinx三层网络完成混矿流量的控制，完成了Ethernet,ControlNet,DeviceNet网络结构的配置和规划。根据现场试验数据，建立了控制器的设计模型，设计了PI控制器，通过实现过程控制和过程监控的信息集成和功能集成，从而实现配料过程控制与管理的自动化。关键词：氧化铝；NetLinx三层网络；PI控制器；罗克韦尔目录第1章绪论1第2章混矿流量控制系统的方案32.1概述32.2混矿流量控制系统的总体结构框图32.3流量控制系统的闭环反馈系统结构图32.4PID控制算法4第3章Netlinx网络介绍及配置63.1Netlinx网络63.2NetLinx网络的配置73.3RSLinx软件配置103.4DeviceNet网络的配置13第4章系统的硬件设计174.1PLC的选型174.2变频器的选型184.3I/O模块的选型204.4流量计的选型214.5电动机的选型234.6混矿流量控制系统的主电路和控制电路图234.7流量控制系统的I/O分配表25第5章系统软件设计265.1RSLogix5000软件的使用265.2混矿皮带秤的控制程序305.3流量控制程序32第6章课程设计总结34参考文献35绪论在氧化铝的配料过程中，配制生料浆的原料主要有：铝土矿、石灰(或石渣)、生料煤、碱粉(纯碱)、返回碱液以及生产过程中进入的污水等。其中铝土矿包括普矿和高铝矿、高铁矿、低铝矿三种调整矿；返回碱液是后续工艺返回的碳分母液和硅渣的混合浆液。它们的化学成分主要是氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化钠和固定碳等。生料浆配料是氧化铝生产过程的重要工序，也是氧化铝生产的能耗大户，在要求生料浆配料稳产、高产和质优的基础上，降低碱耗，节约电能，对提高企业的经济效益与社会效益有着十分重要的意义。为了使生料浆的碱比控制趋于合理，针对现有加碱系统的状况，需要对目前的加碱方式进行改造，将螺旋给料机改为皮带秤。改为皮带秤的好处是加碱量可按工艺要求严格控制，得以提高、稳定一次合格率，但需增加一台皮带秤，同时要对加碱仓及相关设备进行改造。由于生料浆配料过程具有上述综合复杂特性，因此难以采用现有的控制方法对生料浆的钙比、碱比、水分指标和磨机负荷状态进行控制，目前采用人工操作方式，更多的是依赖于操作员在配料过程中的大量工作，依赖于操作员的经验是否合理以及操作是否精心，所以目前的控制现状非常落后。为了满足工艺要求和实现控制目标，不仅需要操作员对配料过程中的各种信