运料小车在高炉冶炼中运用.pdfVIP

第1页共49页摘要在高炉冶炼中，各种原料如焦碳、烧结矿、球团矿和石灰石等以

一定比例经过准确称量后，经皮带运输到上料小车，再由上料小车送至高炉内。传统的钢

厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程

质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。本设计是基于PLC控制、组态软

件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。本设计

为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300、M440。投料系统

的交流传动利用西门子公司的6SE70矢量型变频器和PLC结合来实现。PLC程序的开发

以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，

从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。在系统中，通过上位机的控制界面设置配料

的参数输出到PLC，然后通过PLC自动控制协调各阀门的开关和变频器的输出变化对配

料过程进行控制，称量斗上的传感器通过变送器将重量信号送回到PLC，以达到闭环系

统对给料的种类和速度的控制，并且对配料过程进行数据记录，使配料过程有数可依，便

于管理。关键词：自动配料，变频调速，自动补偿，可编程控制器S7-300

第2页共49页引言研究背景随着课程的进度，我们开始了学业的最后部分——毕业

设计。经过了四年时间的学习，在老师的教导下，我们已经具备了一定基础，为了能够将

所学联系起来，较好的应用到生产当中去,我们就需要在毕业设计中好好的锻炼自己。在毕

业设计中，我选择了这样一个题目就是为了能较好的锻炼自己的应用能力以及分析问题、

解决问题的能力。本设计的题目为高炉上料PLC控制系统，为工程类项目，是高炉冶炼

中的一部分。在高炉冶炼中，为了能高质量地进行冶炼，需要将各种原料按照一定的重量

和比例准确地添加到高炉中。传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材

料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系

统。并且传统的配料以人为主体，而人的操作总是有失误的，并不如机器可靠。对机器来

说，做这些工作可靠，并且精度高，有助于提高生产力，大大优于人工配料系统，所以急

需一种可靠的自动的控制配料系统来改造旧的传统的配料模式。本设计中，高炉冶炼中所

需要的原料有很多，但工艺要求它们要以准确的重量和配比添加到高炉中，才能确保高炉

反应以高质量进行。配料过程是否准确完成在一定程度上从开始决定了高炉生产能否顺利

进行。所以，准确、快速、灵活的进行配料，对高炉冶炼来说具有重大的意义。本设计的

第二部分为系统的概况与分析。介绍了，主要为工艺流程和工艺与系统的联系。其中包括

了工艺的重要性，工艺要求，还有文献综述，列举了相关文献的内容以及参考资料等，这

些资料对本设

第3页共49页计的理论指导和模型的建立有着莫大的帮助。系统的控制模块，包括所

用的PLC以及软件等的编程。系统完成的功能说明了该系统所能完成的功能，这些功能

也是根据工艺的特点所需要的，为了更好的完成自动配料所需要的功能。系统的特点介绍

了该系统在自动配料控制中的优点。第三部分介绍了配料系统和卷扬系统的工艺以及要

求。第四部分介绍了整个设计的硬件设计。包括了各硬件的规格和它们之间的电路连接，

以及PLC的硬件组态。第五部分是关于PLC程序的设计过程，本设计的PLC程序以块

为结构，分为了若干的块，包括FB块,FC块。这种结构是S7-300的一个特点，这样

的结构对于编程本身非常有利。另外，这种结构的程序在运行的时候会非常的稳定。第4

页共49页1系统的概况与分析1．1配料系统概况高炉上料系统一般由焦炭仓,球团矿

/烧结矿仓,石灰石/白灰石仓以及原矿或废铁仓组成;每一个料仓下面设有一台电动给料

机和一台料斗计量秤;料斗的下部装有电动或液压卸料机构;有1-2条皮带机组成的运料

机构把料斗型计量秤卸下的物料送到上料料车中去;每当高炉内的料位下降到一定程度时,

启动卷扬机把料车提到