(完整版)高炉上料自动控制系统.doc

河北联合大学本科生毕业设计开题报告题目：高炉上料小车自动控制系统学院：电气工程学院专业：自动化班级：10电2姓名：张金山学号：201001010226指导教师：王福斌企业导师：宋占贤2014年3月4日一、选题背景我的毕业设计课题是针对正在实施的1080m³高炉上料小车进行软硬件设计、部分参与设备的生产、检验、安装和现场的调试，编制高炉上料小车的自动化控制软件。1.高炉上料自动化的意义钢铁是现代社会最重要的原材料之一,钢铁工业是国家的支柱产业之一,钢铁的产量和质量是一个国家发达程度和经济实力的重要标志,全世界对钢铁的需求量和钢铁的产量都随着经济的发展在不断增加,高炉是钢铁厂利用铁矿石作原料生产铁水的主要设备,而铁水是转炉炼钢的主要原料,因此高炉也是钢铁联合企业生产线中最重要的基础设备,高炉生产的优劣直接关系到钢铁联合企业的炼钢生产。由于高炉在钢铁厂处于喉舌位置,需及时和稳定地供应合格的铁水,故其稳定工作是很重要的。基于下列原因。(1)工艺操作复杂，高炉生产需要正确的配料和及时装入炉内。保持煤气流与炉料良好的接触，使炉料均匀下降,维持一定炉缸热状态,这些工艺要求人工操作时很难达到。此外,高炉是密闭的,必须借助于许多检测仪表才能判断其内部情况,故自动化是必不可少的。(2)原料用量大,运输量大,且要按严格的配比和顺序装入,没有自动配料装料和批重以及水分补正系统不仅耗费人力,且无法获得良好技术指标。(3)设备要有高的运转率同时要长寿，例如要减少高炉的休风率,就得自动监视设备状态,出现故障先兆时就设法排除。因此,炼铁自动上料生产应用自动化已经成为必然趋势,它不仅是炼铁工业现代化的标志,且投入产出比显著。高炉上料装置是炼铁生产中的重要环节,提高其自动化水平,可以大大减轻工人劳动强度,提高生产效率,同时通过原料的精确配比,又可提升产品的品质和质量。采用传统的继电器控制方式可以实现对该装置的控制,但是体积大,故障率高,抗干扰能力差,控制不精确,使用寿命较短。采用现代PLC技术控制高炉上料装置,可以克服传统的继电控制系统的不足之处,使控制更精确,工作效率更高,可靠性更好,故障率更低。2.高炉上料小车和上料皮带的比较现今有些高炉有采用皮带自动控制的上料和小车自动控制上料两种方式。对于皮带上料方式，皮带上料能够满足持续的不断的上料，但是皮带上料运行时间长，因此运行费用高。功耗大、占地大、投资多。设备成本也相对上料小车更高小车上料方式的缺点是不能连续不断的将原料投入高炉当中，其中有一小段的空余时间是没有小车往高炉内进料的。但上料小车具有较高的灵活性，对场地环境没有较高的要求，而且小车占地面积小，设备成本地，功耗相对于皮带上料也小很多。在1080m³高炉建设项目中采用的则是小车上料的自动控制系统。3.高炉上料自动化技术的现状自动化包括:基础自动化、过程自动化、管理自动化三级,其中基础自动化是生产过程自动化中最底层，最基础的部分,由各种电子液压气动控制装置组成,承担各种生产工艺参数的计量检测和设备控制。过程自动化指的是利用计算机技术,实现对炼铁过程跟踪、生产过程控制等。管理自动化指的是对企业各种资源进行有效管理等。高炉上料自动控制系统所涉及的自动化为基础自动化。国内钢铁行业装备的基础自动化己经达到了较高的水平,根据中国钢铁协会统计,我国100%的高炉都实现了基础自动化。PLC、IPC、DCS等信息化装备已经被广泛应用于单一装备的控制当中。高炉上料小车自动化系统主要由电气控制、仪表控制、计算机三部分组成(称为三电系统EIC),其功能分配如下:(l)计算机是整个自动控制系统的人机界面,通过通讯装置采集生产数据,对生产工艺数据进行显示、加工处理、输出控制命令等;(2)仪表系统是对高炉生产过程中的各种参数(压力、温度、流量、物位、成分等)进行检测与控制,以及进行主、副原料、铁合金等物理量的称量;(3)电气系统用于对各执行元件(各种阀站，输送皮带等)进行动作控制,并实现原料装入顺序控制及各类安全连锁保护等。小车上料的系统组成和工艺流程如图一所示。图一小车上料的系统组成和工艺流程二、主要研究内容、应用价值、改进及创新随着钢铁冶金行业的飞速发展，生产过程自动化的要求越