链篦机回转窑球团烧结过程控制系统研究设计

链篦机回转窑球团烧结过程控制系统研究设计

毕业设计论文

链篦机-回转窑球团烧结过程控制系统研究

摘要

随着我国球团生产技术的不断发展，特别是在生产中链篦机-回转窑设备的比例不断的加大，设备大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团发展的总趋势。结合实际本论文对链篦机-回转窑自动控制系统作了深入的研究，通过详细分析球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成球团烧结链篦机-回转窑自动化控制系统的设计。通过设计使现场工作人员可以及时了解生产状况,从而有针对性的调整生产工艺参数提高生产质量。结合鞍钢氧化球团生产工艺技术要求，应用西门子PROFIBUS-DP现场总线和以太网技术实现链篦机-回转窑球团烧结过程自动化的硬件组态、网络配置、集中管理和自动化控制功能。此自动控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，PLC控制系统采用STEP7来完成硬件的组态。在控制系统中组态软件采用WinCC 6.0进行系统的集成，以满足在实际生产中的需要。链篦机-回转窑球团烧结生产过程自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。

关键词：球团烧结，PLC，WinCC 6.0，链篦机-回转窑

D ESIGN OF G RATE-KILN P ELLETS S INTERING P ROCESS

C ONTROL S YSTEM

Abstract

Along with the development of domestic pellets production 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 pellets 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 automatic control technology is adopted to complete the pellets sintering control system design. The production condition is promptly understood by talk with the operators. The paper unifies the production technology request of the oxide pellets sintering process in Anshan iron and steel company to design systematic hardware configuration, network configuration, the centralized management and the automation control function based on the Simens PORFIBUS field bus and the Ethernet technology. The design of systematic software adopts modularization concept. The system uses STEP7 to design PLC control system to complete hardware configuration. The configuration software uses WinCC 6.0 in the control system to carry on the system integration in order to meet the actual production need. The implementation of the automated system of grate-rotary kiln sintering production process enhances the product output and pellet quality, raises the economic efficiency, and provides the practical method for the complex industry process control.

Keywords：pellets sintering integrated，PLC，WinCC 6.0，grate-rotary kiln

目录

摘要................................................................... I ABSTRACT............................................................... II 1 绪论.. (1)

1.1球团烧结过程概述 (2)

1.1.1 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程 (2)

1.1.2 链篦机-回转窑-环冷机的检测和自动控制 (3)

1.2球团烧结主要设备及结构特点 (3)

1.2.1 链篦机结构特点 (3)

1.2.2 回转窑结构特点 (4)

1.2.3 环冷机结构特点 (5)

1.3工业过程控制的发展与现状 (5)

1.4论文的主要研究内容与结构安排 (6)

2.1PROFIBUS-DP现场总线过程控制系统 (7)

2.1.1 PROFIBUS-DP概述 (7)

2.1.2 PROFIBUS-DP网络结构与网络接口 (7)

2.2工业以太网技术 (8)

2.2.1 工业以太网概述 (8)

2.2.2 现场总线与以太网结合 (8)

2.3PLC在链篦机-回转窑自动控制系统中的应用 (8)

2.3.1 STEP7编程软件概述 (8)

2.3.2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的机架组态 (11)

2.3.3 PLC控制系统实现的功能 (11)

2.4小结 (13)

3.1W IN CC组态软件的体系结构 (14)

3.1.1 用户接口和操作 (14)

3.1.2 图形系统 (14)

3.1.3 报警系统 (15)

3.1.4 归档系统 (15)

3.2利用W IN CC实现球团烧结过程的实时监测 (15)

3.3小结 (20)

结论 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

1 绪论

铁矿球团是20世纪早期开发出的一种细粒精矿的造块方法。它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。随着现代高炉炼铁对精料的苛刻要求，以及钢铁冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用愈加重要。随着国际、国内市场的不断发展，对产品质量的要求越来越高。因此追求高质量的产品、低成本的消耗成为企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的最首要的保证。我国钢铁企业的劣势之一是铁矿资源品质差，铁精矿质量低，成本高。企业在面对入世后钢材市场激烈竞争的局面，要求生存，求发展，在市场竞争中立于不败之地，必须提高产品质量，降低生产成本，才能与国际市场接轨。

我国球团生产发展在相当长时期内一直处于企业数量少、规模小、水平低，“小而散”的生产状态，所生产的球团矿品位低、冶金性能差、质量不稳定，无法满足高炉生产需要。随着我国炼铁工业逐渐形成的以高碱度烧结矿合理配用酸性球团矿为主要形式的高炉炉料结构的确立，促使球团矿成为高炉炉料的重要组成部分。近十多年来，我国球团矿生产得到较快发展，年产量达到3000万t，但仍仅占高炉炉料的10%左右，与国外高达50%甚至更高比例相比，相差甚远，我国球团生产具有良好发展前景。

目前在我国链篦机-回转窑氧化球团装置的建成投产和多年的连续生产实践，为我国链篦机-回转窑氧化球团的发展，提供了成熟的经验和可靠的技术依据[1]。生产中链篦机-回转窑设备的比例在不断加大,设备的大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团工业发展的总趋势。针对链篦机-回转窑工艺球团烧结这样的复杂生产过程，自动控制的主要目标是稳定生产工艺状况，避免人为因素造成产品质量和产量的剧烈波动，确保生产能够获得最大的效益，这就对生产过程自动化控制提出了如下的要求：必须通过先进的计算机控制手段实现关键工艺参数的稳定化控制，保证生产产量和质量目标的实现，以获得最大的生产效益，这就是基于生产工艺目标要求的计算机控制问题。实现这一控制目标存在两方面的问题需要解决：复杂工业过程的关键参数稳定化控制和这些参数的优化配置。解决第一个问题，可以降低生产过程的波动，确保生产的安全、稳定和持续运行；解决第二个问题，可以将系统维持在较优的状态，提高产品的产

量和质量，提高生产效益。

1.1 球团烧结过程概述

1.1.1 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程

链篦机-回转窑球团法是一种联合机组生产球团矿的方法[2]。它的主要特点是生球的干燥预热、预热球的焙烧固结、焙烧球的冷却分别在3个不同的设备中进行。而作为生球脱水干燥和预热氧化的热工设备-链篦机，它将生球布在慢速的篦板上，利用环冷机的余热及回转窑排出的热气流对生球进行鼓风干燥及抽风干燥、预热氧化，脱除吸附水和结晶水，并达到足够的抗压强度（300-500N/个）后直接送入回转窑进行焙烧，由于回转窑焙烧温度高，且回转，所以加热均匀，不受矿石种类限制，而且可以得到质量稳定的球团。

1. 氧化焙烧系统

经过链篦机预热后的球团通过铲料板和给料溜槽给人回转窑中，并在随回转窑沿周边翻滚的同时，沿轴向朝窑头方向移动。在窑头装有专门设计的双调节伸缩式喷煤管，通过煤管伸缩和一次风量变化控制煤粉燃烧的火焰形状和火焰长度。同时将环冷却机一冷段1100 ℃热废气引入窑头罩，作为补充二次风。以保证窑内所需焙烧温度。球团在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，从而得到均匀焙烧。回转窑内球团焙烧温度1 250～1300 ℃，球团在回转窑中停留时间约为30 min。焙烧好的球团通过回转窑窑头罩内溜槽和固定筛卸到环冷却机受料斗内。

2. 成品球团矿冷却系统

环冷却机承担回转窑排出的温度近1250～1300 ℃的热球团矿，其粒度为8～16 mm，FeO含量低于8％，经过窑头罩固定将大块筛出后，通过环冷却机受料斗均匀布在环冷机台车上。球团矿在环冷却机上被冷却，正常冷却时间48 min，同时球团矿中剩余的FeO得到进一步氧化，最终使球团矿中FeO含量降低1％以下，温度降到150 ℃以下。

环冷却机烟罩分四个区域，一冷段1100 ℃热气通过受料斗上部窑头罩和平行管道直接回回转窑用于提高窑内气氛温度；二冷段760 ℃热气流直

接通过热风管道和沉降室返回链篦机预热1段烟罩，用于球团的干燥和预热；三冷段360 ℃热风由风机引至链篦机鼔风干燥段兑入冷风，对链篦机链床上的生球进行鼔风干燥；四冷段90～105 ℃废气通过环冷机上的烟筒直接排放。环冷机鼓风机通过风门自动调节冷却风量，控制回热风温度。

1.1.2 链篦机-回转窑-环冷机的检测和自动控制

1. 链篦机干燥预热系统

链篦机干燥预热系统的检测和控制的项目有链篦机速度、料层厚度的检测和控制；链篦机-回转窑-环冷机速度联动比例控制；链篦机鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段烟罩温度及其压力的检测与调节；鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段风箱温度及其压力的检测；链篦机回水流量和进水压力的检测与显示。将检测信号送计算机和电气连锁。

2. 回转窑氧化焙烧系统

回转窑氧化焙烧系统的检测和控制项目有回转窑点火用煤粉量控制；回转窑点火烧嘴用一、二次风量的检测与控制；回转窑窑位的检测及控制；回转窑窑内气体最高温度的检测与控制；回转窑窑皮温度、窑头和窑尾密封罩温度、固定筛水冷回水流量和给水压力的检测。

3. 环冷机冷却系统

环冷机冷却系统检测和控制的项目有二冷段、三冷段回热风温度的检测和控制，二冷段、三冷段回热风压力的检测、显示和报警；根据排矿温度信号自动控制环冷风机的转速，改变风量，以调节排矿温度；环冷机机速、料厚、卸料斗料位的检测和控制。环冷机冷却风机出口压力、冷却水进水压力和冷却水进水流量的检测显示。

1.2 球团烧结主要设备及结构特点

1.2.1 链篦机结构特点

1. 传动装置

传动装置形式为双侧传动，主要由电动机、悬挂减速装置和稀油润滑系统等组成。其驱动方式为：电动机→悬挂减速装置→链篦机头部主轴装置。为适应链篦机生产能力和原料状况的变化，设计中选用了变频专用电动机进行变频调速，使链篦机运行装置的运行速度在一定范围内实现了无级调速。悬挂减速装置采用三环减速机形式，左右各一套，通过膨胀套连接悬挂在头部主轴的两端。

2. 运行部分

运行部分是链篦机的核心，它是由驱动链轮装置、从动链轮装置、侧密封、上托辊、下托辊、链篦装置及拉紧装置组成。驱动装置安装在链篦机的头部链轮轴上装有6个等间距的链轮。轴承采用滚动轴承，该轴承设计成水冷式，同时侧板采用耐热内衬隔热。主轴为中间固定，两端可自由伸长，轴心采用通水冷却措施。侧密封包括静密封和动密封。静密封固定在链篦机的骨架上，动密封由链篦机的侧板所形成。

3. 铲料板装置

铲料板装置包括铲料板及支承、链条装置、重锤装置及拉紧装置。铲料板的主要作用是将篦板上的物料送入回转窑。重锤装置可以使铲料板做起伏运动，既可以躲避嵌在篦板上的碎球对铲料板的顶啃，又可以防止铲料板漏球，铲料板支撑梁采用通水冷却，以提高其使用寿命。

1.2.2 回转窑结构特点

回转窑主要由筒体、窑头、窑尾密封装置、传动装置、拖轮支承装置，滑环装置组成。筒体由两组拖轮支承，靠一套大齿轮及悬挂在其上的柔性装置、液压马达驱动筒体旋转，在窑的进料端和排料端分别设有特殊的密封装置，防止漏风、楼料。

1. 窑头、窑尾密封装置：窑尾密封装置由窑尾罩、进料溜罩及鳞片密封装置组成，主要是联系链篦机头部与回转窑筒体尾部，组成链篦机与回转窑的料流通道。窑头密封装置由窑头箱及鳞片密封装置组成，主要是联系回转窑头部与冷却机给料斗，由回转窑筒体来的焙烧球团矿，进入窑头箱后通过其下方的固定筛，由给料斗给到冷却机台车上进行冷却。

2. 筒体：筒体由不同厚度的钢板焊接而成。筒体支承点的滚圈是嵌套在筒体上的，并用挡铁固定在筒体上。

3. 支承装置：本回转窑有两个支承点，从排料端到进料端分别为1号和2号；其中2号靠近传动装置，在安装时定为基准点。每组支承点均由嵌在筒体的滚圈支承在两个拖轮上，它支承筒的重量并防止筒变形。拖轮轴承采用滚动轴承，轴承由通向轴承座内的冷却水来冷却。筒体安装倾斜角度2.5°至3.0°。由推力挡轮来实现窜窑时筒体的纵向移动。

4. 传动装置：回转窑传动方式有电机-减速机传动方式和柔性传动方式。电机-减速机传动方式由于安全性差、噪音大，新设计的回转窑一般不予以采用。柔性减速装置提供回转窑的旋转动力，它装在大齿轮上的连杆与筒体连接而使筒体转动。主要由动力站、液压马达及悬挂转速机等组成。

5. 热电偶滑环装置：热电偶滑环装置用于将热电偶的温度信号送到主控仪表室进行监控，以作为温度控制的重要依据。回转窑是一个尾部高，头部低的倾斜筒体。球团在筒体滚动爆落的同时，又从窑尾向窑头不停的滚动落下，最后经窑尾排出，也就是说球在窑内的焙烧过程是一个机械运动、理化反应与热工运动的综合过程。

1.2.3 环冷机结构特点

环冷机是由支架、台车、导轨、风机、机罩及传动装置组成。环冷机是一个环状槽形结构，由若干可翻转的台车组成环形工作表面，环形式中车两侧围有内外墙，构成环状回转体，内外墙内壁均衬有耐火材料。回转环体上部固定一个衬有耐火材料的环冷机罩。回转环体与固定机罩之间设有砂封装置，防止漏风。环冷机可分成给矿部、高温部（第一冷却段）、低温段（第二、第三冷却段）和排矿部等几部分。

1.3 工业过程控制的发展与现状

工业过程控制是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。目前，工业过程控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展[3]。

1. 以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流

工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成。20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（简称工业PC）的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径[4]。

2. PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展

由于最初采用计算机的设计思想和适应各种现场应用的设计思路，因此随着电子事业的飞速发展，PLC已超越了传统逻辑控制的意义[5]。微型化、网络化、PC化和开放性将是PLC未来发展的主要方向。

1.4 论文的主要研究内容与结构安排

本文对链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺进行了充分调研，并且广泛收集了链篦机、回转窑、环冷机的数据参数进行了深入分析研究。链篦机-回转窑自动化控制系统采用西门子PLC控制系统，过程综合自动化系统实现了逻辑连锁控制、基础回路控制、优化控制、运行管理和系统管理等功能[12]。控制系统在实现“三电一体化”的基础上成功利用PROFIBUS现场总线将ET200M远程I/O系统连接到控制系统中。链篦机、回转窑、环冷却机的自动控制过程应用工控组态软件WinCC 6.0设计完成。

本文的结构安排：

第一章绪论对链篦机-回转窑氧化球团烧结的工艺流程进行了概述，并对其检测与监控进行了说明。对链篦机、回转窑、环冷机的结构特点进行了介绍，最后对工业过程控制的现状进行了叙述；

第二章主要对链篦机-回转窑-环冷机计算机自动控制系统的硬件配置进行了介绍；对现场总线、工业以太网、STEAP7和PLC都进行了详细的说明。

第三章主要对链篦机-回转窑-环冷机计算机自动控制系统的软件设计，该设计是基WinCC 6.0工控组态软件完成的。

2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的硬件配置

根据链篦机-回转窑烧结生产线的工艺特点及技术要求，设计的生产过程自动化系统采用西门子的Profibus-DP过程现场总线和工业以太网技术，实现了工控机、PLC、远程I/O、直流调速装置、交流变频装置及现场智能仪表的通信连接，实现了球团生产的集中管理和分散控制。

2.1 PROFIBUS-DP现场总线过程控制系统

2.1.1 PROFIBUS-DP概述

PROFIBUS-DP用于现场设备级的高速数据传输，中央控制器通过高速串行总线同分散的设备进行通信。原则上，PROFIBUS-DP协议在任何处理器上多可以实现，在微处理器内部或外部安装通用异步收发器即可完成。但数据传送数率超过500 kbps或需要使用IEC1158-2传输技术时，建议使用协议专用芯片。

多数数据交换采用周期方式，除了周期通信方式外，智能现场设备也采用周期性通讯方式，以进行组态、诊断和报警处理。中央控制器周期地读取从站的输入信息，并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比中央控制器的程序循环时间短，在很多应用场合，程序应用时间约为10 S。

2.1.2 PROFIBUS-DP网络结构与网络接口

1．分段结构

为满足PROFIBUS-DP的最大数据传输速率12 Mbpt的要求，在一条双绞线电缆的总线系统上，最多可以管理和监控127台设备，不过必须分成几段，每断32个站，段与段之间可以用中继器连接，与MPI协议网络一样，在最低通讯速率时，两中继器之间的通讯距离可达1000 m每段的首尾接口都必须接终端电阻。

2．主站与从站

主站分为1类主站和2类主站。1类主站可以是带DP口的（或DP通讯模块）S7-300、400，或者是带通信卡的PC，可以从站发送和接收数据；2类主站通常为编程器和操作面板，2类主站只能有选择性地接受从站发送给1类主站的数据，而不能从站发送和接收数据进行控制，从站是被动的节点必须在它的1类主站的控制下发送数据，从站可以是S7-200/300/400和PC等。

2.2 工业以太网技术

2.2.1 工业以太网概述

所谓工业以太网，是指其在技术上与商用以太网(IEEE802.3标准)兼容，但材质的选用、产品的强度和适用性方面应能满足工业现场的需要。

2.2.2 现场总线与以太网结合

如今的控制网络中，工业以太网己经成为企业层和控制层的主要网络技术。工业以太网贯穿于整个工业控制网络的各个层次，在提高了带宽和响应时间的同时，以其良好的互连性和可扩展性使之成为真正的开放式网络。

2.3 PLC在链篦机-回转窑自动控制系统中的应用

由于链篦机-回转窑自动化控制过程的复杂性，其计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心的控制。PLC 控制系统采用STEP7 V5.1来完成硬件组态、地址和站址的分配以及PLC程序编制、测试、调试和文档处理。

2.3.1 STEP7编程软件概述

本系统采用SIMATIC S7-400的配套编程工具STEP 7完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制、测试、调试和文档处理[13]。STEP 7中集成的SIMATIC 编程语言和语言表达方式符合EN61131-3或IEC1131-3标准，并运行在操作系统Windows 98/2000下并与Windows的图形和面向对象的操作原则相匹

配。STEP 7标准软件包提供的应用工具如图2.1所示。

图2.1 STEP 7 标准软件包

(1) SIMATIC管理器：SIMATIC管理器集中管理有关SIMATIC S7、SIMATIC M7、SIMATIC C7的所有工具软件和数据，编辑所选数据所需要的工具由SIMATIC Manager自行启动。

(2) 符号编辑器：符号编辑器可以管理所有的共享符号，具有为过程信号（输入输出）、位存储和块设定符号名和注释分类功能；从/向其它Windows程序导入/导出的功能。用这个工具生成的符号表可供所有其它工具使用，因而对一个符号特性的任何变化都能自动被其它工具识别。程序块中可采用符号、注释来代替抽象的绝对地址，程序的可读性好，易于调试和维护。

(3) 诊断硬件：该功能能够提供可编程控制器状态的一个概况。这个概况中可以显示符号指示每个模板是否正常或有故障。双击故障模板显示有关故障的详细信息。信息的范围依据各个模板而定。

(4) 编程语言：用于S7-300和S7-400的编程语言梯形逻辑、语句表和功能块图是标准软件包的一个集成部分。

(5) 硬件组态：为自动化项目的硬件作组态和参数赋值，具有以下功能：组态可编程控制器；组态分布式I/O、组态中央I/O和以通道为单位的I/O；给CPU赋值参数的过程中通过菜单的指导设置属性；用对话框设置方式实现模板的参数赋值。

(6) NetPro网络组态：用于定义经MPI网络连接的自动化组件之间的时间中断，循环数据传送或者定义用MPI、SINE L2、SINEC H1事件中断的数据传输。

(7) 生成用户程序：STEP 7提供语句表（STL）、梯形图（LAD）和控制

功能图（FBD）等编程语言；而且，为了某些特殊的任务，还有另外的编程语言或面向工艺的组态可供使用，这些都是模块化SIMATIC工控软件的一部分。

S7 CPU操作系统连续循环地执行OB1。PLC上电，OB100(启动模块)结束后，操作系统调用OB1，当OB1运行结束后操作系统再次启动OB1。在OB1中编制逻辑程序或调用其他功能块，下载后CPU就扫描执行用户程序；扫描周期开始，操作系统先读取输入值并录入过程输入映像表中，接受各种全局数据，CPU在处理过程中将使用这些值；程序计算的输出值存放在过程输出映像表中，扫描结束，操作系统读取输出值传送到过程输出口，并发送全局数据；如此循环执行（如图2.2所示）。

图2.2 S7系列PLC的扫描过程

球团烧结过程计算机控制系统的程序设计采用模块化、结构化编程，应用OB、FB、FC 块及相关数据块DB组成球团生产自动控制程序，在软件设计中采用了抗干扰措施。

2.3.2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的机架组态

系统通过现场总线与工业以太网实现主站与主站，从站与从站，从站与现场设备之间的连接实现了全自动化的远程控制，其机架组态如图2.3所示。西门子PROFIBUS-DP现场总线及ET 200系列分布式I/O的使用降低了系统设计、制造、安装、维护的成本，易于扩展，可有效提高生产效率。

2.3.3 PLC控制系统实现的功能

整个球团生产自动控制由下位机PLC完成实时控制，通过开放的PROFIBUS-DP

图2.3 链篦机-回转窑-环冷机系统的PLC机架

组态

现场总线连接各个部件，构成分布式控制系统，实现顺序控制、逻辑控制、联动和连锁控制以及信号传输、报警和数据采集等，同时设有人工紧急停车处理按钮。EWS工程师站提供方便的PLC和监控软件在线和离线维护、测试和开发功能。球团烧结生产过程控制系统的PLC程序采用结

构化程序设计方法，分为组织块、功能块、功能块和共享数据块四种类型。

链篦机-回转窑氧化球团生产的控制系统的运行可分为三个阶段，即启动

阶段、正常运行阶段和停止阶段。在启动和停止阶段需要完成链篦机机组、回转窑机组和环冷机机组等设备装置的启停操作，而正常运行阶段

主要实现对各个生产过程变量的控制调整操作，包括基本的回路闭环控

制操作和高级的优化控制操作。因此链篦机-回转窑氧化球团生产综合自

动化系统的过程控制功能包括逻辑连锁控制、基础回路控制和优化控制

功能。这里主要介绍逻辑连锁控制功能和基础回路控制功能。

1. 逻辑连锁控制功能

逻辑连锁控制可实现各设备装置的单机起停操作和全线联动起停操作。逻辑连锁控制读入开关、触点状态，检查各设备的工作条件和约束关系，送出开关量输出信号，控制各设备电动机的起动和停止、阀门的开启和关闭等。对电机和风门进行顺序控制，并不是手动操作规程的简单排列，而是综合考虑对象的启停特性、信息的变化规律和故障的处理方法等因素后，进行分析排列，从而整理出自动操作的逻辑关系。

2. 基础回路控制功能

基础回路控制可实现各生产过程工艺参数的准确控制操作。在链篦机-回转窑氧化球团生产过程综合自动化系统中，设计了自动配料，造球水分，链篦机的速度、鼔干段罩内温度、抽干段罩内温度和预热段罩内温度，回转窑的转速、点火用煤粉量，点火烧嘴用一、二次风量和窑内气体焙烧温度，回转窑事故停机时的紧急慢动控制，环冷机速度，链篦机-回转窑-环冷机速度联动比例等控制回路。

球团烧结生产过程控制系统的主要控制功能设计控制系统的设备基本操作有两种方式，即就地手动方式和PLC远方集中方式，如图2.4所示。所有的工艺和附属的电动设备均由PLC系统来监控。除电机的起停、操作选择、接触器、热继电器等常规控制信号由处理外，大电机运行电流信号也以标准信号送进PLC系统，进行监视。

图2.4 PLC控制系统的主要控制功能

2.4 小结

本章主要叙述了链篦机-回转窑-环冷却机自动控制系统采用西门子的Profibus-DP过程现场总线和工业以太网技术，实现了工控机、PLC、远程I/O、直流调速装置、交流变频装置及现场智能仪表的通信连接，实现了球团生产的集中管理和分散控制。

3 链篦机-回转窑控制系统的计算机监控研究

组态监控软件体系结构是针对系统硬件体系来划分的，因此必须对系统的硬件结构和功能实现有比较透彻的了解和分析，再根据实际情况设计具体实现方案。本章主要介绍链篦机-回转窑自动化控制系统上位机组态软件的设计和实现。

3.1 WinCC组态软件的体系结构

WinCC工控组态软件是德国西门子公司委托美国Micrsoft公司为其开发的基于Windows 2000的大型HMI应用软件，它集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术、网络技术于一身，包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网络通信等组件，提供一个友好的用户界面，使用户可根据实际生产需要生成相应应用软件[14]。对WinCC的主要子系统叙述如下：

3.1.1 用户接口和操作

1．可组态的用户接口：用户接口的布局(屏幕画面)使得用户和过程之间的对话更加灵活，而且更加面向任务。屏幕可以分割为总浏览区、工作区、按键区，这样可以提供更清晰的画面。

2．访问授权和用户管理：可以禁止访问每个生产过程、记录或WinCC 的操作，以防止没有授权的存取，包括修改设定值、选择图形画面或从过程控制中调用组态软件。

3.1.2 图形系统

1．图形系统的任务：显示静态画面和操作者可控制的画面元素；更新动态画面元素；对操作员输入作出反应；

2．图形系统组件构成：图形编辑器是图形系统的组态组件，是用于创建画面的编辑器；图形运行软件是图形系统的运行组件，显示运行系统中的画面上的图片，并管理所有的输入和输出。

3．模块库：模块库有助于用户高效创建用户画面，在组态期间采用拖

链篦机—回转窑球团工艺探析

链篦机—回转窑球团工艺探析摘要 链篦机—回转窑球团工艺是我国钢铁生产的重要工艺，该工艺具有高产、节 能等优势，长期以来是我国钢铁生产工艺的重点研究目标。本文研究时，以链篦机—回转窑球团工艺优化为主要目标，针对我国的链篦机—回转窑球团工艺研究 现状进行总结，发现长期以来我国一直在探究链篦机—回转窑球团工艺优化措施。但是，研究也发现该工艺环境污染问题一直没有得到妥善解决，相关研究较少。 因此，本文研究另辟蹊径，针对链篦机—回转窑球团脱硫脱硝工艺进行全面分析，提出新型环保工艺，旨在提高该工艺的环境保护能力。 关键词：链篦机；回转窑球团工艺；探究 钢铁资源是现代社会发展的重要资源，我国自建国以来就非常重视钢铁资源 生产，不断优化钢铁生产技术。如，球团生产工艺就是近些年我国钢铁生产工艺 的重点研究目标。我国相关部门根据技术原理，提出链篦机—回转窑球团工艺， 该工艺以链篦机和回转窑球团为基础进行生产，工艺结构虽然比较复杂，但是相 比于传统生产工艺，该工艺产量大幅度提升，原料适用性比较强。该工艺的独特 优势，使其成为我国钢铁工业的重点工艺。但是，随着我国工业进步和工业生产 理念变化，链篦机—回转窑球团工艺也在不断优化，对我国钢铁生产有重要的影响。 1.链篦机—回转窑球团工艺全面研究 链篦机—回转窑球团工艺的独特优势，使其成为我国钢铁生产工艺研究的重 点对象。长期以来，为满足我国工业生产对钢铁产量的需求，相关技术领域一直 都非常重视链篦机—回转窑球团工艺研发。本文在对链篦机—回转窑球团工艺探 析的过程中，结合相关资料对我国链篦机—回转窑球团工艺的研究进行全面探析。

①研究发现，河钢集团宣钢公司以技术提效为目标，针对自身链篦机—回转 窑球团工艺进行全面改造。该厂的传统工艺，生产链条复杂，整个生产链由配料、烘干、润磨、造球等工艺组成，回转窑系统结构也比较复杂，都在一定程度 上造成工艺成本高的问题。因此，该集团针对自身工艺问题，提出工艺提效技术 方案。如，该集团针对润磨工艺进行了改善。技术改善过程中，要求减少磨机 “胀肚” 现象，保护设备正常运行，干燥后水分控制在（6.0 ± 0.5）％， 生球造球适宜水分控制在（7.0 ± 0.5）％。另外，该厂也针对造球工艺技术 进行改进。包括改造球盘角度为47°、旋转刮刀转数改造为10r/min。在该次改 造后，出球效果明显好转，落下强度提升到 5 ～8次。通过上述技术改造研究， 该厂实现了日产量增加，改造前平均产量为2905t、改造后平均日产量为3145t。 ②中钢设备有限公司在发展的过程中，也针对链篦机—回转窑球团工艺进行 研究。该厂的工艺为链篦机—回转窑—环冷机氧化球团工艺，该工艺研究中，增 加了环冷机氧化设备，有利于实现整体工艺的节能性，保证技术应用达到最佳效果。实际上，该厂在对工艺进行研究的过程中，也针对性提出了工艺改造。在该 厂进行工艺改造研究时，主要针对平面布置和工艺参数进行改造。整个改造工艺 实施的过程中，焙烧过程选择三冷段工艺，比传统工艺提升一个冷段，更有利于 技术创新，促进技术发展。而实际上，技术研发过程中，也调整了链篦机和回转 窑球团室之间的平面布置，二者平面布置呈90°，从而降低了设备运行火灾概率，保证技术应用更加安全。并且技术研究，也针对造球技术参数进行调整，将盘边 高度调整为650mm、倾角调整范围为43-53°、倾角调整范围从原来的手动调整 转变为自动调整，确保调整工作达到最佳状态，促进技术应用达到最佳效果。 通过以上研究发现，近些年，链篦机—回转窑球团工艺研究重心一直都是提 质增效，技术研究取得良好的效果，对于我国钢铁生产意义非凡。 2.链篦机—回转窑球团工艺问题分析 链篦机—回转窑球团工艺是我国生产钢铁过程中应用的重点工艺。国家和相 关部门都非常重视该工艺优化。尤其是在国家提出可持续发展政策以来，十分重 视钢铁行业变革。如，在2019年4月29日生态环境部等五部委联合印发的《关 于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）中指出：到2020

链篦机-回转窑

链篦机－－回转窑球团技术 1 简介 链篦机—回转窑球团技术是采用链篦机干燥、预热生球，回转窑固结、焙烧球团，环冷机上冷却成品球团的一种球团工艺。该技术生产的球团矿是一种优质的高炉原料，含铁品位高，冶金性能好，适合较长时间贮存和远距离运输等商品化优势。与烧结矿搭配使用，可有效的降低高炉焦比和提高高炉产量，能使高炉炉料结构合理化；工艺先进，二次能源利用充分，环境清洁；球团矿质量高、能耗低，经济效益和环境效益好。而竖炉球团的技术，球团质量不均匀、对原料适应性差，难于大规模生产。 根据我国钢铁和矿山企业的现状和特点，自 2002 年以来，我们研制开发建成了几十条中小型链篦机－回转窑球团生产线（详见业绩表）。这些工程以工艺先进、实用、投资省，建设快，投产达产快，效益好而得以迅猛发展。 2 先进的技术装备和控制水平 以提高产品质量、降低成本为目的，充分吸取国内同类型球团厂建设的经验和国外先进技术，使主要技术经济指标达到国内先进水平。主体生产线设备全部采用 PLC 系统实现集中联锁控制，关键生产岗位设有监控工业电视，达到国内先进的自动化程度。 3 工艺简述 磁铁矿粉和赤铁矿粉和膨润土在配料室按一定比例进行配比。配比完后的混合料在干燥机烘干 ( 水份由 10% 经过烘干后降至 8.0% 左右 ) 和混匀 , 在润磨机上对混合料进行润磨 , 通过拉式皮带机把润磨好的混合料送至造球盘造球 , 通过布料筛分系统均匀把生球布在链篦机上 , 生球在链篦机上进行干燥、预热，在回转窑中固化、焙烧，在环冷机上冷却（温度≤ 150℃ ），最后通过皮带机或链板机运至成品场储存。成品球团矿粒度 8~16mm,其中 10~16mm 的占90% 。返料、除尘灰均返回使用，能够充分回收和利用资源并确保生球的质量。

球团链篦机回转窑技术参数

球团链篦机回转窑技术参数 球团链篦机回转窑技术参数 1. 球团链篦机回转窑技术参数的定义 球团链篦机回转窑技术参数是指在球团链篦机回转窑生产过程中，用以描述设备性能、工艺参数和操作条件的一系列指标和数值。这些技术参数的设置直接关系到生产效率、产品质量和设备寿命，因此对于球团链篦机回转窑行业来说，技术参数的合理设定至关重要。 2. 球团链篦机回转窑技术参数的深度分析 （1）温度控制：在球团链篦机回转窑的生产过程中，温度是一个至关重要的参数。需要考虑到回转窑内部的均匀加热，以及球团链篦机的运行温度范围。合理的温度控制可以保证生产过程稳定，减少能耗，提高产品质量。 （2）转速控制：球团链篦机和回转窑的转速对于球团的均匀性和成型速度有很大的影响。转速的控制需要考虑到生产工艺和产品要求，保证球团的大小、密度和成型效果。 （3）物料层厚度：回转窑的物料层厚度对于热传导和反应效率有重要影响。合理的物料层厚度可以保证产品的质量和产量，同时减少能源消耗和设备磨损。

3. 回转窑技术参数的广度分析 （1）工艺参数：包括物料的配比、进料速度、烧结温度等。这些参数直接关系到产品的化学成分、物理性能和外观质量。 （2）设备性能参数：包括主传动功率、设备结构强度、运行稳定性等。这些参数直接关系到设备的安全性、可靠性和维护成本。 4. 球团链篦机回转窑技术参数的个人观点和总结 球团链篦机回转窑技术参数的合理设定需要综合考虑生产工艺、原料 性质、设备性能和市场需求，通过科学的实验和数据分析进行优化。 随着工业自动化和信息化的发展，技术参数的实时监测和调整也变得 越来越重要。只有不断优化和更新技术参数，才能保证球团链篦机回 转窑生产的高效、稳定和可持续发展。 总结回顾：球团链篦机回转窑技术参数作为生产过程中的重要指标， 直接关系到生产效率和产品质量。合理设定和不断优化技术参数，对 于球团链篦机回转窑行业来说至关重要。希望通过本文的分析，读者 对于球团链篦机回转窑技术参数有了更深入的理解，为生产实践提供 一定的指导和帮助。 结语：通过本文对球团链篦机回转窑技术参数的深度和广度分析，相 信读者对此有了更全面、深刻的了解。在今后的生产实践中，希望能 更加合理地设置技术参数，以提高生产效率和产品质量。同时也期待 行业不断创新，为提高技术水平和设备性能做出更大的努力。球团链

球团链篦机回转窑技术参数

球团链篦机回转窑技术参数 摘要： 一、球团链篦机回转窑技术概述 二、球团链篦机回转窑技术参数 1.设备结构 2.工作原理 3.技术特点 4.应用领域 三、球团链篦机回转窑的性能优势 四、球团链篦机回转窑的运行维护与管理 五、球团链篦机回转窑在我国的发展前景 正文： 一、球团链篦机回转窑技术概述 球团链篦机回转窑是一种重要的冶金设备，主要用于钢铁、有色金属等行业的高温烧成工艺。它具有高效、节能、环保等优点，得到了广泛的应用。本文将详细介绍球团链篦机回转窑的技术参数、性能优势以及运行维护等方面的内容。 二、球团链篦机回转窑技术参数 1.设备结构 球团链篦机回转窑主要由窑体、传动装置、链篦机、燃烧器、控制系统等部分组成。窑体采用圆形结构，由高温耐火材料制成，具有良好的保温性能。

传动装置采用减速电机，使回转窑平稳运行。链篦机用于物料的输送和翻动，保证烧成过程的均匀性。燃烧器用于燃烧燃料，提供高温环境。控制系统用于监控和调节回转窑的运行参数，确保设备的安全稳定运行。 2.工作原理 球团链篦机回转窑的工作原理是将物料均匀地撒在链篦机上，链篦机通过传动装置带动物料沿窑体轴向移动，并在高温环境下进行烧成。烧成后的物料经过冷却系统冷却后，从窑尾排出。 3.技术特点 （1）高效节能：球团链篦机回转窑采用先进的燃烧技术，使燃料充分燃烧，提高热能利用率，降低能耗。 （2）均匀烧成：链篦机的设计使物料在回转窑内翻动均匀，保证烧成过程的均匀性。 （3）自动化控制：控制系统实时监控回转窑的运行参数，自动调节燃烧器火焰大小、链篦机速度等，确保设备安全、稳定运行。 （4）环保性能：采用先进的除尘设备，降低粉尘排放，符合环保要求。 4.应用领域 球团链篦机回转窑广泛应用于钢铁、有色金属、化工、建材等行业的高温烧成工艺，如铁矿、氧化铁皮、废钢、矿渣等物料的球团制备。 三、球团链篦机回转窑的性能优势 球团链篦机回转窑具有以下性能优势： （1）设备结构紧凑，占地面积小，投资成本低。 （2）采用优质高温耐火材料，使用寿命长。

链篦机回转窑球团烧结过程控制系统研究设计

链篦机回转窑球团烧结过程控制系统研究设计

毕业设计论文 链篦机-回转窑球团烧结过程控制系统研究

摘要 随着我国球团生产技术的不断发展，特别是在生产中链篦机-回转窑设备的比例不断的加大，设备大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团发展的总趋势。结合实际本论文对链篦机-回转窑自动控制系统作了深入的研究，通过详细分析球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成球团烧结链篦机-回转窑自动化控制系统的设计。通过设计使现场工作人员可以及时了解生产状况,从而有针对性的调整生产工艺参数提高生产质量。结合鞍钢氧化球团生产工艺技术要求，应用西门子PROFIBUS-DP现场总线和以太网技术实现链篦机-回转窑球团烧结过程自动化的硬件组态、网络配置、集中管理和自动化控制功能。此自动控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，PLC控制系统采用STEP7来完成硬件的组态。在控制系统中组态软件采用WinCC 6.0进行系统的集成，以满足在实际生产中的需要。链篦机-回转窑球团烧结生产过程自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。 关键词：球团烧结，PLC，WinCC 6.0，链篦机-回转窑

D ESIGN OF G RATE-KILN P ELLETS S INTERING P ROCESS C ONTROL S YSTEM Abstract Along with the development of domestic pellets production 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 pellets 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 automatic control technology is adopted to complete the pellets sintering control system design. The production condition is promptly understood by talk with the operators. The paper unifies the production technology request of the oxide pellets sintering process in Anshan iron and steel company to design systematic hardware configuration, network configuration, the centralized management and the automation control function based on the Simens PORFIBUS field bus and the Ethernet technology. The design of systematic software adopts modularization concept. The system uses STEP7 to design PLC control system to complete hardware configuration. The configuration software uses WinCC 6.0 in the control system to carry on the system integration in order to meet the actual production need. The implementation of the automated system of grate-rotary kiln sintering production process enhances the product output and pellet quality, raises the economic efficiency, and provides the practical method for the complex industry process control. Keywords：pellets sintering integrated，PLC，WinCC 6.0，grate-rotary kiln

西门子PLC在回转窑球团自动控制系统中的应用

西门子PLC在回转窑球团自动控制系统中的应用河钢集团宣钢公司河北张家口075100 摘要基于我厂100万吨球团的工艺概况和系统功能，设计采用了工业以太网Ethernet与现场总线网Profibus-DP相结合的先进技术，提高了系统的自动化程度和稳定性，实现了对采用多项新技术、新设备的生产工艺的自动化控制。该控制系统由西门子S7-400系列PLC完成全过程的顺序控制和回路控制。控制站与控制站之间，通过工业以太环网通信；控制站与变频器之间，与远程站之间通过Profibus-DP网进行通信。 关键词链篦机——回转窑；PLC；以太环网 1 工艺简介 生产球团用的铁精粉经机械化运输系统储存于6个铁精粉仓，膨润土经加工制备后直接打入膨润土矿仓。铁精粉按照合理配比配料，配合料经烘干、辊磨后，配加一定配比的膨润土，配合料由皮带机输送至造球室混料仓，由圆盘造球机造球。生球经双层滚筛筛分布料，不合格生球经返料系统返回重新造球。合格生球均匀布在链篦机篦床上，经干燥预热后经溜槽滑入回转窑内，经氧化焙烧后入环冷机鼓风冷却，冷却后的成品球经皮带机卸入成品仓。具体的工艺流程如图1所示。 2 系统配置 2.1 网络结构 网络采用光纤双环自愈环网结构，通过交换机，将造球室PLC、链篦机PLC、成品PLC、水泵房PLC及其他系统自带PLC连接起来。所有的操作员站、工程师站都分别连接到智能交换机上。 2.2 硬件配置 本套控制系统采用分布式结构，由设备控制级和过程监控级组成。硬件选用西门子S7-400可编程控制器及远程I/O模块组成Profibus-DP总线网，设备层使用IM153模块，连接19套ET200M站，CP443-5扩展的Profibus-DP总线连接40余台变频器。主控制站选用性价比高的CPU414-2DP，配置CP443-1通信模板通过交换机与6台上位监控站相互通信，监控系统采用西门子监控软件WinCC 进行画面编辑，与PLC采用TCP/IP协议进行实时通信[1]。 3 系统功能 本套自动控制系统完成并投运后，可实现球团生产的自动化，主要实现了以

哈密60万吨年链篦机——回转窑球团二期工程自动控制系统介绍

八钢哈密60万吨年链篦机——回转窑球团二期工程自动控制系统介绍 摘要：本文介绍了哈密60万吨/年球团二期工程自动控制系统， 关键词：回转窑球团自动控制PLC 1.概述 随着八钢几座2500m3高炉陆续投入生产，高炉生产所用的球团矿需求日益增大，八钢已具有千万吨钢产量的规模，哈密球团作为八钢球团主要原料供应基地。在哈密球团60万吨年产链篦机—回转窑球团一期工程的的基础上，球团二期工程将自动控制系统进一步优化，以满足稳定、高效生产的需要。 2.工艺简述 铁精矿粉和膨润土在原料库按一定比例进行配比。配比完后的混合料在干燥机烘干 ( 水份由 10% 经过烘干后降至 7.5% 左右 ) 和混匀 , 在润磨机上对 混合料进行润磨 , 通过拉式皮带机把润磨好的混合料送至造球盘造球 , 通过 布料筛分系统均匀把生球布在链篦机上 , 生球在链篦机上进行干燥、预热，在回转窑中固化、焙烧，在环冷机上冷却（温度≤ 150℃），最后通过皮带机输出成品球，再由汽车运至成品场储存。成品球团矿粒度 8—6mm,其中 10—16mm 的占 90% 。返料、除尘灰均返回使用，能够充分回收和利用资源并确保生球的质量（见图一）。 二期球团工艺流程图（图二）

4自动化仪表及软件部分 在球团一期的基础上，对自动化系统进行优化，减少电缆用量，在培烧设S7-400主站，煤粉制备、原料、链篦机、造球、主抽和耐热风机设子站,润磨、电除尘设智能子站,，现场子站的防护等级不低于IP65。煤粉制备、润磨、主抽风机，耐热风机、电除尘、环境除尘仪表信号进入PLC，在中控室和各个相关计算机上显示控制并记录。在中控室设上位机4台（其中2台服务器），造球、煤粉制备、窑头控制室各一台。其中，中控室上位机应能操作全厂设备，其余各点上位机只能显示全厂设备的运行。变频器的主要参数在计算机上控制及显示。使用通讯电缆缆连接各主从站，实现全厂自动化，使用通讯光缆建立计算机网络。链篦机雷达物位仪采用西门子高频雷达物位仪（型号：SITRANSLR400）所有点数的操作记录，主控制室可以操作和监控全厂所有参数。编程软件使用STEP7 V5.4，组态软件使用WINCC V6.0。每班自动生成生产报表并打印。电除尘数据在中控室显示。主要参数声光报警（语音报警）。 5控制系统 控制系统设1个主站，多个远程I/O站，PLC控制系统CPU主站包括：焙烧控制系统主站。PLC 控制系统远程I/O站包括：原料系统远程I/O站；润磨系统远程I/O站；造球远程I/O站；链篦机远程I/O站；回转窖——环冷机远程I/O 站；煤粉制备远程I/O站；主抽耐热风机远程I/O站；电除尘远程I/O站。其他子系统不设独立分站，就近接入PLC 各I/O远程站。焙烧控制系统主站与各I/O 远程站共同组成车间控制级网络，可实现各生产系统设备的控制、检测和对重要生产工艺参数的实时检测和调节。PLC主CPU站、I/O远程站通过工业现场网络进行数据通讯（见图二）。

链篦机-回转窑温度场过程控制系统设计

链篦机-回转窑温度场过程控制系统设计 戴立红;陈雪波;徐少川;付勇军 【摘要】链篦机-回转窑温度场控制系统具有大滞后、非线性、多变量、强耦合的特点,很难建立控制过程数学模型,常规PID控制器难以实现有效控制.本文深入研究了球团生产工艺机理,并对某球团二厂进行现场调研,采用了模糊控制和解耦控制的理论,设计了模糊控制器和解耦控制器,对链篦机-回转窑温度场控制系统进行了详细设计,并借助于MATLAB对模糊解耦控制器进行了仿真,仿真结果证实了模糊解耦控制器合理性,为操作工提供了操作指导,也为将来实现球团自动控制打下基础.%Pelletizing temperature field process system is a complicated process control system with character-istics of a typical big time- delay,nonlinear,multivariable and strong coupling. It is difficult to set up mathe-matic model of the process control. Thus it is difficult to control effectively by use of normal PID controller. The principle of pelletizing production technique was studied deeply,and field Investigation was made in Gong Chang Ling pelletizing plant two. The theory of fuzzy control and decoupling control were adopted, fuzzy controller and decoupling controller were designed. Control system of pelletizing temperature field was designed in detail. Fuzzy decoupling controller was simulated by virtue of MATLAB. The simulation result proved the reasonability of fuzzy decoupling controller. The control system provides operation guidance for op-erators,and makes a foundation for realization of pelletizing automatic control system.

链篦机回转炉球团工程功能规格书

链篦机回转炉球团工程功能规格书 自动操纵系统功能规格书 一、工程概要 年产60万吨链箅机/回转窑球团工程自动操纵系统部分由莱钢电子有限公司承接，整个操纵系统分为电气与仪表两部分。电气自动操纵系统分为：原料库系统、烘干系统、润磨系统、造球系统、链箅机系统、回转窑系统、环冷机系统、风机房系统、成品储运系统、返料系统，共十个子系统。仪表自动操纵系统分为：原料库、烘干室、链箅机、回转窑、环冷机、成品库六个部分。本系统使用施耐德西门子S7-400 PLC构成整个自控系统。 二、工艺要求 电气部分 1、电气操纵系统分为：原料库系统(YL01)、烘干系统(HG02)、润磨系统(RM03)、造球系统(ZQ04)、链箅机系统(LB05)、回转窑系统(HZ06)、环冷机系统(HL07)、成品储运系统(CC08)、风机房系统(FJ09)、返料系统(FL10)，共十个子系统。 2、每个子系统有四种操纵方式：机旁手动，集中手动、PLC手动与自动。 机旁手动：操作台（或者低压配电柜）选择机旁手动，由现场操作箱启停各设备。 集中手动：操作台（或者低压配电柜）选择集中手动，由操作台操纵启停设备。 PLC手动：操作台（或者低压配电柜）选择PLC，由上位机监控画面启停各设备。 PLC自动：操作台（或者低压配电柜）选择PLC，由上位机画面操纵系统的启停。 3、防止堆料，系统的启动顺序按逆料流方向依次启动各个设备，每台设备的启动时间间隔为6秒。系统的停止顺序按顺料流方向每6秒钟停一台设备。 4、设备启动时，进行声光报警10秒；设备正常运行时能够监控其工作状态，轻故障声光报警，重故障系统自动停车。 5、正常停止、故障停止与紧急停止。 系统设备PLC自动运行时的停止方式有三种方式： 正常停止：顺料流方向每台设备间隔6秒钟顺序停止。 故障停止：当系统中某台设备发生故障时：轻故障报警；重故障时故障设备逆料流方向的设备停车，其余设备6秒钟后顺序停止。 紧急停止：整个子系统立即停车。 6、自控系统本身具备自诊断功能，包含系统设备状态、自控设备状态与系统通讯状态。 仪表部分仪表操纵系统要紧包含两部分：一部分是监视，另一部分是回路调节，通过程序实现回路调节，在上位机上作监控画面。 三、操纵功能（程序部分）

基于回转窑的PLC控制系统设计

基于回转窑的PLC控制系统设计 回转窑是一种用于生产水泥、砂岩、冶金等行业的重要设备，它通过在辊轴上旋转而 实现物料的均匀加热和煅烧。随着工业自动化的发展，回转窑的控制系统也逐渐转向PLC 控制。PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的电气控制系统，它具有高可靠性、易扩展、易维护的特点，对于回转窑的控制具有极大的优势。在本文中，我们将探 讨基于回转窑的PLC控制系统设计，以及设计过程中需要考虑的关键因素。 一、PLC控制系统设计的基本流程 PLC控制系统设计是一个专业领域，它涉及到电气、自动化、计算机等多个学科的知识。基于回转窑的PLC控制系统设计包括以下几个基本流程： 1. 系统分析：首先需要对回转窑的工作原理、控制要求、现有控制系统进行深入分析，了解系统的组成、工作流程和所涉及的各个参数。 2. 控制需求确定：根据系统分析的结果，确定回转窑控制系统的基本控制需求，包 括旋转速度控制、温度控制、物料进出控制等。 3. 系统设计：根据控制需求，设计PLC的控制方案和具体的控制逻辑，确定PLC的型号、通讯方式、输入输出模块等。 4. 硬件选型：基于系统设计的结果，选择合适的PLC设备、传感器、执行器等硬件设备，确保系统的稳定性和可靠性。 5. 软件编程：编写PLC的控制程序，包括输入输出的配置、控制逻辑的编写、故障处理等。 6. 系统集成：将硬件设备和软件程序进行集成，进行调试和测试，确保控制系统的 正常运行。 7. 系统调试：对控制系统进行全面的调试和测试，包括正常工作和异常情况的处理，最终确保系统稳定可靠。 二、设计过程中需要考虑的关键因素 1. 控制需求分析 在确定控制需求时，需要考虑回转窑的旋转速度控制、温度控制、物料进出控制等方 面的需求，并且对于不同生产工艺的回转窑，其控制需求也会有所不同。控制需求分析是 设计过程中的第一步，它直接关系到整个控制系统的设计方案和后续的实施效果。 2. 控制方案设计

基于PCS7的DCS控制系统在链回环球团厂中的设计和应用

基于PCS7的DCS控制系统在链回环球团厂中的设计和应用刘灿伟 【摘要】本文基于250万吨／年链回环球团工程,介绍了链回环球团工艺流程特点和控制系统的要求,描述了球团主要控制方案,并采用西门子S4-400H CPU、远程 I/O站和PCS7软件作为控制系统实现了球团生产线的自动化控制. 【期刊名称】《有色设备》 【年(卷),期】2016(000)003 【总页数】4页(P22-25) 【关键词】球团;链回环;PCS7 【作者】刘灿伟 【作者单位】中钢设备有限公司,北京100080 【正文语种】中文 【中图分类】TP273 为满足伊朗国内钢材需求，伊朗ZARAND钢铁公司筹建了ZISCO 250万吨/年球团工程，工程采用链篦机- 回转窑- 环冷机球团工艺。此工艺是采用链篦机干燥、 预热生球，回转窑固结、焙烧球团，环冷机冷却成品球团的一种球团工艺。 根据链回环球团工艺生产特点和工艺专业对自动化系统的要求，结合业主实际情况，控制系统仅设置基础自动化级(L1)，采用“集中监视、分散控制”的原则，以PLC 作为现场控制站，组成仪电合一的集散型控制系统。本工程采用了西门子公司S4- 400H CPU、远程I/O站方式，软件使用PCS7过程控制系统。PCS7过程控制系

统是完全无缝集成的自动化解决方案，是西门子的DCS系统，其基于过程自动化，从传感器、执行器到控制器，再到上位机，自下而上形成完整的TIA(全集成自动化)架构，主要包括Step7、CFC、SFC、Net和WinCC等软件。 链回环球团厂工艺流程可以划分为配料、混合、造球、筛分、布料、干燥、预热、焙烧、冷却、成品输出等。配套辅助工艺系统包含除尘、天然气、循环水、空压站等。按照工艺流程和生产车间布置，将工艺系统分为3个主系统和若干辅助系统：(1)配料、混合系统：指铁精矿、膨润土、石灰石、灰尘按一定比例混合配料的过程，主要设备有胶带机、电子皮带秤、配料皮带秤(变频)、料仓、混合机等。该工序主要控制是铁精矿上料控制、物料配比控制； (2)造球系统：指混合料经胶带机输送至混合料仓，混合料仓下料经由配料皮带秤 加至造球盘，混合料与水在造球圆盘内形成生球的过程，主要设备有胶带机、电子皮带秤、配料皮带秤(变频)、料仓、造球盘等。该工序主要控制是混合料上料控制； (3)链回环系统：指造球来生球经过筛分筛除不合格生球返回造球系统，合格生球 经过布料均匀布到链篦机篦床上，链篦机干燥、预热生球, 回转窑固结、焙烧球团，环冷机冷却成品球，成品贮运的过程，主要设备有胶带机、链篦机、回转窑、环冷机、鼓干风机、回热风机、主抽风机、冷却风机、助燃风机等。该工序主要控制有摆动皮带布料控制、链篦机速度控制、回转窑燃烧控制、鼓干风机、主抽风机、回热风机风量调节控制； (4)辅助系统 配套辅助工艺系统包含除尘、天然气、循环水、空压站等，辅助工艺控制主要由设备厂家成套。 工艺流程图如图1所示。 基础自动化级(L1)控制系统完成生产工艺操作所需要的各种参数检测及设定，执行设备状态监视、故障报警显示、打印，根据操作人员人工设定值完成工艺设备的自

烧结机自动化控制系统设计

烧结机自动化控制系统设计 一、引言 烧结机是冶金行业中重要的设备之一，用于将细粉状原料通过高温烧结过程转化为块状固体。为了提高烧结过程的效率和质量，自动化控制系统的设计变得至关重要。本文将详细介绍烧结机自动化控制系统的设计要求、功能模块以及相关技术指标。 二、设计要求 1. 系统稳定性：控制系统应具有良好的稳定性，能够在不同工况下保持稳定的控制效果。 2. 系统可靠性：控制系统应具备高可靠性，能够在长期运行中保持正常工作，避免故障和停机时间。 3. 系统灵便性：控制系统应具备较高的灵便性，能够适应不同的工艺参数和生产要求，方便系统的调整和优化。 4. 系统安全性：控制系统应考虑到安全因素，能够实现对烧结机运行状态的实时监测和报警，确保操作人员的安全。 5. 系统可扩展性：控制系统应具备较高的可扩展性，能够方便地进行功能扩展和升级，以满足未来的需求变化。 三、功能模块 1. 系统监测模块：该模块用于实时监测烧结机的运行状态，包括温度、压力、转速等参数的监测，并能够根据设定的阈值进行报警。 2. 过程控制模块：该模块用于控制烧结机的运行过程，包括调节燃烧器的燃料供应、控制风机的转速、调节进料速度等操作，以实现烧结过程的最佳控制。

3. 数据采集模块：该模块用于采集烧结过程中的相关数据，包括原料成份、烧结温度、燃烧器燃料消耗等数据，以便后续的数据分析和优化。 4. 报表生成模块：该模块用于生成烧结过程的报表，包括烧结效率、能耗、产量等指标的统计和分析，为管理层提供决策依据。 四、技术指标 1. 控制精度：温度控制精度应达到±1℃，压力控制精度应达到±0.1MPa，转速控制精度应达到±10rpm。 2. 响应时间：系统的响应时间应在毫秒级别，以保证对烧结过程的及时响应和调整。 3. 通信协议：控制系统应支持常用的通信协议，如Modbus、Profibus等，以便与其他设备进行数据交互和集成。 4. 可视化界面：控制系统应具备友好的可视化界面，能够直观地显示烧结机的运行状态和参数，方便操作人员进行监控和操作。 5. 安全保护：控制系统应具备完善的安全保护措施，包括密码保护、权限管理等，以防止未经授权的操作和潜在的安全风险。 五、总结 烧结机自动化控制系统设计是提高烧结过程效率和质量的重要手段。通过稳定性、可靠性、灵便性、安全性和可扩展性的要求，以及系统监测、过程控制、数据采集和报表生成等功能模块的设计，可以实现对烧结机的全面控制和监测。同时，技术指标的设定也能够保证控制系统的精度、响应时间和通信能力。通过合理的设计和实施，烧结机自动化控制系统能够提高生产效率、降低能耗，并为冶金企业的可持续发展做出贡献。

赤城宝龙炉料120万吨链篦机回转窑球团工程设计方案

赤城宝龙炉料120万吨链篦机回转窑球团工程设计方案1 设计依据 1.2 项目建议书、可行性研究报告、设计任务书等 《赤城宝龙炉料有限责任公司120万吨链篦机-回转窑球团工程初步设计》<首钢国际工程技术编制>2010年4月 1.3 法律、法规及规章 《中华人民全生产法》〔中华人民国主席令70号 《中华人民国职业病防治法》〔中华人民国主席令第52号 《中华人民国消防法》〔中华人民国主席令第6号 《中华人民国突发事件应对法》国家主席令第69号<2007.l1.1> 《中华人民国清洁生产促进法》〔中华人民国主席令[2012]第54号《抗震减灾法》国家主席令[2008]第7号 《建设工程安全生产管理条例》国务院令<2003>第393号 《中华人民国道路交通安全法》国家主席令第8号<201l.5.1> 《危险化学品安全管理条例》国务院令第591号<2011.12.1> 《工伤保险条例》国务院令第586号<2011.1.1> 《特种设备安全监察条例》国务院令第549号<2009.5.1> 《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》<国务院令第352号<2002.4.30>> 《生产安全事故报告和调查处理条例》<国务院令第493号> 《关于加强建设项目安全设施"三同时"工作的通知》<发改投资[2003]1346号>

《作业场所职业危害申报管理办法》〔国家安监总局27号令 《职业病分类和目录》〔国卫疾控发〔2013〕48号 《建设工程消防监督管理规定》<中华人民国公安部令[2009]第106号> 《劳动防护用品监督管理规定》<国家安全生产监督管理总局令[2005]第l号] 《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》<监管协调字[2004]6号> 《产业结构调整指导目录》<2011年版><发展改革委令[2011]第9号> 《生产安全事故应急预案管理办法》<国家安全生产监督管理总局令[2009]第17号> 《作业场所职业健康监督管理暂行规定》<国家安全生产监督管理总局令[2009]第23号> 《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》<国家安全生产监督管理总局令[2010]第30号> 《特种设备作业人员作业种类与项目》<国家质检总局[2011]年笫95号> 《特种设备作业人员监督管理办法》<国家质检总局令<2004第70号> 《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》<国家安全生产监督管理总局令[20ll]第40号> 《特种设备注册登记与使用管理规则》<原国家质监局锅发[2001]57号> 《特种设备质量监督与安全监察规定》<国家质量技术监督局令