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基于PCS7的步进式加热炉计算机控制系统的研究与应用

作者：杜勇刚 Publish: 2007-7-31 Hits:-

【中文题名】

基于PCS7的步进式加热炉计算机控制系统的研究与应用

【英文题名】

The Research and Application of Computer Control System Based on PCS7 for Walking Beam Reheating Furnace

【学科专业】

机械电子工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-7-31

【中关键词】

步进式加热炉,PLC,WinCC,监控系统,,

【英关键词】

walking beam reheating furnace,PLC,WinCC,monitoring system,

【分类导航】

工业技术>金属学与金属工艺>金属压力加工>一般性问题>加热和加热设备>

【论文摘要】

加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备,钢坯温度的优化设计和加热炉自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。为了实现高效节能、减少污染的目标,轧钢加热炉将向自动化和计算机控制方向进一步发展。PCS7作为面向过程控制的软件开发平台,已经在越来越多的工业控制领域应用。它提出了一种全集成的自动化解决方案,可以为所有的自动化应用提供统一的技术环境。工程技术人员可以在一个平台下对所有应用进行组态和编程,真正体现了计算机自动化控制的特点。本文以武钢轧板厂2#步进式加热炉改造项目为背景,论述了在PCS7平台下,如何对加热炉这个复杂的工业系统进行计算机控制,为类似的工业过程计算机控制设计提供了借鉴。文章从分析步进式加热炉工艺着手,对加热炉的主要设备,如装钢机、步进梁、液压系统、汽化冷却系统和公辅设施的控制要素和控制特点进行了分析,根据上述分析利用S7-400编程软件完成了PLC程序的整体设计。本文第四章根据加热炉的工艺和设备分布特点,在WinCC环境下,组态了加热炉部分监控画面,并阐述了WinCC如何与S7-400进行通讯。文章第五章分析了加热炉一个具体子环节汽化冷却系统水...

【论文题纲】

摘要	3-4
ABSTRACT	4-8
第一章绪论	8-16
1.1 步进式加热炉概述	8-9
1.2 国内外加热炉计算机控制系统的研究和应用现状	9-11
1.2.1 国外加热炉计算机控制系统的研究和应用现状	9
1.2.2 国内加热炉计算机控制系统的研究现状	9-10
1.2.3 国内加热炉计算机控制系统的应用现状	10-11
1.3 PC57 过程控制系统	11-14
1.3.1 PC57 过程控制系统的主要特点	11-12
1.3.2 PC57 过程控制系统的组成	12-14
1.4 本课题选题背景和研究意义	14-15
1.5 本课题的主要研究内容	15-16
第二章步进式加热炉工艺概况及其控制系统设计	16-25
2.1 武钢轧板厂步进式加热炉工艺流程	16-17
2.2 武钢轧板厂步进式加热炉主要设备配置及控制功能分析	17-23
2.2.1 高架式装钢机设备配置及控制功能分析	17-19
2.2.2 步进梁控制功能分析	19-21
2.2.3 液压站设备及控制功能分析	21-22
2.2.4 汽化冷却系统及公辅设施控制功能分析	22-23
2.3 武钢轧板厂步进式加热炉总体设计要求	23-24
2.3.1 工业控制系统设计的原则	23-24
2.3.2 步进式加热炉控制系统设计的总体要求	24
2.4 本章小结	24-25
第三章步进式加热炉PLC 控制系统设计及其实现	25-44
3.1 PLC 控制技术概述	25-26
3.1.1 PLC 控制技术现状	25
3.1.2 PLC 控制技术的发展	25-26
3.1.3 PLC 控制技术的应用领域	26
3.2 57-400 系列PLC 简介	26-30
3.2.1 S7-400 的基本结构	27-28
3.2.2 S7-400 的特点	28
3.2.3 S57-400 系列PLC 的硬件组成	28-30
3.3 S7-400 编程软件STEP7 概述	30-33
3.3.1 STEP7 标准软件包介绍	30-31
3.3.2 STEP7 标准软件包介绍	31-32
3.3.3 STEP 中的块	32-33
3.4 步进式加热炉PLC 控制与程序实现	33-43
3.4.1 步进式加热炉计算机控制系统总体结构	34-35
3.4.2 步进式加热炉PLC1 主要控制对象	35-37
3.4.3 加热炉PLC 程序在STEP7 中的硬件组态	37-38
3.4.4 PLC 程序的软件设计与实现	38-43
3.5 本章小结	43-44
第四章步进式加热炉WINCC 组态软件设计	44-57
4.1 组态软件简介	44-46
4.1.1 组态软件的发展和趋势	44-45
4.1.2 组态软件的设计思想	45-46
4.2 西门子WINCC 组态软件概述	46-49
4.2.1 WinCC 的产生与发展	46-47
4.2.2 WinCC 的性能特点	47-48
4.2.3 WinCC 的系统构成	48-49
4.3 加热炉上位机WINCC 监控画面组态设计	49-55
4.3.1 加热炉上位机监控主画面	49-50
4.3.2 加热炉液压站监控画面	50-53
4.3.3 步进梁运动监控画面	53-54
4.3.4 公辅设施监控画面	54-55
4.4 WINCC 与S7-400 PLC 的通讯	55-56
4.5 本章小结	56-57
第五章加热炉汽包水位控制策略研究	57-61
5.1 PID 控制原理	57-58
5.2 汽包水位的三冲量PID 控制策略	58
5.3 汽包水位的专家控制策略	58-60
5.4 本章小结	60-61
第六章全文总结	61-62
参考文献	62-65
致谢	65-66
攻读硕士学位期间发表的论文	66-67
详细摘要	67-71

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.72170



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