高炉自动上料(配料)控制系统的设计与制作

C omputer automation计算机自动化浅析炼铁高炉的自动控制系统高永强摘要：随着我国经济的不断发展，社会生产对于钢铁材料的需求也在逐年不断增加。

钢铁行业作为我国的重工业，在钢铁行业的发展过程中，传统的炼铁高炉控制系统已经不能满足实际的工作需求，为有效推动我国钢铁企业产能和产品质量的提高，为钢铁行业的发展能跟上时代的步伐，本文将主要对高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统概述，来进一步分析炼铁高炉的自动控制系统的应用要点和组成。

关键词：炼铁；高炉；自动控制系统众所周知，炼铁是钢铁材料生产过程中的核心部分，而随着我国科学技术的不断发展，人们对钢铁企业的产品质量和生产能力也提出了更高的要求，传统的生产模式已然不能符合时代的发展需求，炼铁作为钢铁企业生产过程中不可忽视的重要环节，在钢铁企业的炼铁生产过程中只有保障高炉的高效运行和不停滞状态外，相关的工作人员还需注意高炉生产过程中的高温和工艺的复杂性，为提高运行的效率和保障生产的安全，钢铁企业应当重视对炼铁高炉自动控制系统的应用。

1 高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统概述1.1 高炉工艺概述高炉运行时通过将焦炭和铁矿石球团混合在一起，并通过氧化还原反映生成生铁和其他的物质，其具体的操作是从装料开始，将炉料从炉顶装入高炉内，然后将热风炉加热到1000℃以上，让热风通过鼓风机形式送入高炉,再经过燃烧的焦炭形成高温的还原气体后将加热缓慢下降的炉料，还原铁矿球团后成铁。

另炉内得铁矿石到达一定的温度时,还会熔化成铁水滴落，这时铁矿石中的其他物质转化为铁渣，形成铁渣分离的状态。

1.2 炼铁高炉的自动控制系统概述自动控制系统是指其运行主要通过PLC 控制系统、监控仪表、远程控制系统、电气系统等对企业的生产进行自动化控制的过程。

在钢铁企业的发展过程中，当前所有大型现代化炼铁高炉都是通过应用仪表检测控制系统、电气自动控制系统和计算机监控管理系统来实现高炉的自动控制炼铁生产，其中仪表检测控制系统和电气自动控制系统是由PLC或DCS系统完成，在其安装费用不会超过规定的预算范围的基础上，以满足提高高炉炼铁效率和保障生产安全的特定的要求。

高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要：高炉上料过程必须做到及时、准确，操作灵活，靠人工操作已不能满足生产需要，自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节，因此，必须高度重视高炉自控系统的设计工作。

关键词：自控系统；布线；配料；环形布料；定点布料；扇形布料；料制参数abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system.key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters中图分类号：tb486+.3文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节，是衔接上、下游生产工序的纽带，且控制工艺复杂，实时性要求高，一旦出现问题，将给炼铁生产造成严重影响，甚至休风停产。

因此，必须设计好高炉上料系统的自动控制方案，并且结合生产工艺，优化控制细节。

下面针对中小型高炉常见的上料控制工艺进行分析，对一些细节问题进行阐述，以供设计人员参考。

高炉上料自动控制系统【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。

对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。

【关键词】罗克韦尔控制系统；装料控制；布料控制0 概述高炉上料装置是生产中的重要环节，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。

高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。

计算机负责监控和人机对话，PLC和计算机通过光纤进行通讯，进行动态数据交换，实现点对点通讯，控制与监控分开，可靠性高。

1 上料系统的控制方案万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成，采用的是卷扬小车自动上料，炉顶是单罐式无料钟炉顶，槽下矿槽为单列左右对称布置，高炉料车卷扬采用的是两套变频传动，互为备用。

溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制，炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。

炉顶其它设备采用的是液压传动。

溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。

在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。

根据高炉上料系统的工艺要求，综合考虑控制的可靠性及实用性，其设计方案如下。

高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。

CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室，CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。

炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。

槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼，主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。

卷扬远程I/O站位于卷扬液压站，主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。

矿槽除尘远程I/O站，主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。

首钢高炉上料自动化控制系统的应用分析和研究1. 引言首钢高炉上料自动化控制系统是当今钢铁工业自动化水平的一个典型代表，为高炉上料操作带来了革命性的变化。

本章将介绍研究的背景和意义，系统的组成和功能。

2. 理论分析对高炉上料自动化控制系统的理论基础进行分析，探讨其控制方法和理论。

阐述传统上料与自动上料的对比，分析自动化控制技术在上料过程中的应用。

3. 系统设计与实现本章将详细介绍上料自动化控制系统的设计过程，包括硬件和软件方面的设计，以及关键部件和系统集成等。

同时，阐述系统的实现过程和调试及使用效果。

4. 系统应用与优化本章将结合首钢高炉上料自动化控制系统的实际应用，分析其在生产中的应用效果和优势，并探讨可能的优化方案，提高上料自动化控制的精确度、可靠性和效率等方面。

5. 结论对首钢高炉上料自动化控制系统的应用情况进行全面总结并展望未来研究方向。

同时，阐述上料自动化控制系统在钢铁行业推广普及的重要性，并对该领域的未来发展进行展望。

一、引言随着人类的不断发展，科技的不断进步，自动化技术的应用越来越广泛。

在钢铁行业中，自动化技术已经逐渐成为一个不可或缺的部分。

高炉是钢铁行业的核心设备之一，而高炉上料是钢铁生产中至关重要的一个环节。

高炉上料手动操作过程需要人员长时间待在高温、高尘的环境中工作，除了存在安全隐患，还会对操作人员的身体造成损害。

而高炉上料自动化控制系统的应用，可以解决上述问题，提高生产效率和工作环境的安全性。

本文以首钢高炉上料自动化控制系统为研究对象，通过对其应用分析和研究，探讨高炉上料自动化控制系统的应用前景。

二、系统组成和功能首钢高炉上料自动化控制系统主要由计算机、PLC 控制器、传感器、执行机构、视频监控装置等组成。

该系统的基本功能包括上料船底卸料控制、上料平台转漏斗控制、上料斗对应高炉料斗定量控制、炉顶索斗装载控制和数据处理等五个方面。

在操作前，控制系统会完成上料斗、上料船和高炉料斗的匹配工作，从根本上避免由于误匹配造成的事故。

课题：高炉自动上料（配料）控制系统的设计与制作系部：机电工程学院专业：电气自动化技术班级：姓名：李瑞学号：指导老师：2019．3．15目录摘要 (31)第一章序言 (31)1.1课题意义 (32)1.2课题来源 (33)1.3国内外高炉自动控制系统的研究现状和趋势 (33)1.3.1高炉计算机控制发展 (33)1.3.2炼铁自动化技术的现状 (34)1.3.3高炉自动化系统的发展趋势 (34)1.4毕业设计主要任务 (35)1.5本章小结 (35)第2章高炉上料生产工艺 (35)2.1高炉上料系统的组成与工作原理 (36)2.1.1高炉上料系统自动控制概述 (37)2.1.2高炉上料控制系统流程 (37)2.2高炉炼铁生产工艺简介 (39)第三章可编程控制器及PID控制 (39)3.1可编程控制器 (40)3.2PID控制 (41)第四章高炉上料系统的软件设计 (42)4.1PLC程序设计 (42)4.2槽下设备运转控制 (45)4.3主卷上料小车的连锁控制 (45)结束语 (47)谢辞 (47)参考文献 (48)在冶金企业中，高炉给料系统是一个非常重要的复杂的设备系统。

为了保证高炉进料的稳定、安全、高效工作，高炉进料计算机自动控制的设计与实现显得尤为重要。

在提高控制系统控制精度的基础上，进一步提高了高炉进给操作的可靠性、安全性和稳定性，为高炉的生产提供了可靠的保证。

本文结合实际科研项目——高炉进料系统自动改造，开发设计了一套高炉进料生产线自动控制系统。

本项目跟踪国内外先进技术，采用目前先进的无钟炉具设备，提高设备可靠性，降低备件消耗，节约成本。

在国内外生产过程控制技术发展的基础上，开发设计了可编程控制器控制系统。

在本系统中，PLC作为核心部件，对整个生产线起到监控作用，各种电磁阀等机械部件发出控制指令，并结合组态软件完成论文的要求。

根据PLC的输入和输出点进行硬件配置;根据PLC编程的特点，采用与工厂电路图最接近的方法——梯形图编制软件，并将软件划分为几个模块。

450m3高炉自动控制系统技术方案第一章方案综述1、概述1.1 系统范围：该系统范围为高炉基础级自动化三电控制部分，即：仪表、电气、计算机。

主要有：槽下高炉上料、炉顶控制系统，高炉本体测控系统，热风炉控制系统，煤气干式净化控制系统，供料控制系统，系统网络通讯等系统的基础级自动化控制。

1.2 设计选型原则（1）尽量采用先进、成熟、可靠的控制技术，本着经济实用、安全可靠及先进的原则，集多年冶金自动化系统设计、维护之经验,进行系统优化设计，实现低成本、高效率自动化系统；（2）采用三电（EIC）一体化控制，主体工艺采用三电合一（EIC）的控制思想，实现仪表、电气及自动控制系统的集成控制。

系统采用集散型PLC实现分布式网络控制，确保系统运行稳定可靠；（3）为确保系统具有良好的匹配性，PLC系统、电气及标书内的仪表设备分别尽量选用同一厂家产品；（4）上位机、PLC之间的通讯采用工业以太网结构，确保系统具有良好的开放性；（5）方案设计充分考虑节能降耗，减少电磁干扰，提高系统的稳定性；（6）在完成基础级自动化的基础上，统一规划网络结构，预留与企业管理级系统的通讯接口。

对于本项目共分为高炉本体、高炉炉顶上料、热风炉、煤气干法除尘、供料控制系统等五个部分，涉及到仪表、电气和PLC自动化系统等三个方面。

2、PLC系统配置PLC控制系统由4套单独PLC构成，按工艺流程分：槽下上料、炉顶布料系统；高炉本体工艺参数采集和控制系统；热风炉数据采集与功能控制系统；煤气净化系统；上料系统、高炉本体系统、热风炉系统的PLC以及各自的监控站通过工业以太网连接在一起。

热风炉PLC本体PLC上料PLC热风炉监控站本体监控站上料监控站除尘监控站除尘PLC热风炉操作室炉长操作室工业以太网组网结构图系统采用西门子S7-400／S7-300系列PLC，编程软件采用STEP7 V5.3,监控软件采用WINCC6.0中文版。

PLC与上位机间采用以太网通讯模式，PLC与PLC之间同样采用以太网通讯模式总线结构。

高炉上料系统施工方案1 引言高炉上料系统是高炉炼铁的关键环节之一，直接影响到生产效率和产品质量。

本文档旨在提供一个高炉上料系统施工方案，包括系统的设计、安装、调试等方面的内容。

2 系统设计2.1 系统功能高炉上料系统的主要功能包括原料的输送与配比、料斗的卸料、输送线的控制和监测等。

具体功能如下： - 原料配比：根据高炉冶炼工艺要求，将不同种类和比例的原料按照要求进行配比。

- 料斗卸料：将配制好的原料从料斗中卸下，并送入相应的输送线。

- 输送线控制：控制输送线的启停、速度调节等，确保原料的顺利输送。

- 监测：对原料的流量、温度、湿度等进行监测，以便及时调整系统参数。

2.2 系统组成高炉上料系统主要由以下几个部分组成： - 天车：用于将原料从存料仓库中取出，运送到指定的料斗。

- 料斗：用于存放原料，并通过卸料口将原料送入输送线。

- 输送线：用于将原料从料斗中输送到高炉的上料口。

- 控制系统：包括PLC控制、传感器监测和人机界面等，用于控制和监测整个系统的运行。

3 施工过程3.1 前期准备在施工之前，需要进行一系列的前期准备工作，包括： - 设计方案：根据高炉的工艺要求和现场情况，制定高炉上料系统的设计方案。

- 采购原材料和设备：根据设计方案，采购所需的原材料和设备。

- 组织人员：安排项目经理、施工人员和监理人员等，确保施工过程的顺利进行。

3.2 安装和调试安装和调试是高炉上料系统施工的关键环节，包括以下步骤： - 天车安装：将天车安装在指定位置，并进行调试，确保其正常运行。

- 料斗安装：将料斗安装在指定位置，并与天车和输送线连接，进行调试。

- 输送线安装：将输送线安装在指定位置，并与料斗和高炉上料口连接，进行调试。

- 控制系统安装：安装PLC控制器、传感器和人机界面，进行调试和联动测试。

3.3 系统验收在施工完成后，进行系统验收是必不可少的步骤。

验收过程中需要完成以下内容： - 系统功能测试：对高炉上料系统的各项功能进行测试，检查其是否满足设计要求。

中南民族大学计算机科学学院PLC课程设计报告课程PLC技术及应用设计题目高炉上料PLC控制系统年级专业12级自动化学号学生姓名指导教师2015年 6 月22 日目录引言 (4)1. 课题要求 (4)2. 系统总体方案设计 (4)2.1 系统硬件配置及组成原理 (4)2.2 系统变量定义及分配表 (5)2.3 系统接线图设计 (6)2.4 系统可靠性设计 (7)3 控制系统设计 (7)3.1 控制过程工艺流程图设计 (7)3.2 控制程序顺序功能图设计 (10)3.3 控制程序设计思路 (11)4 人机界面设计 (11)4.1 选用界面介绍 (11)4.2 画面制作及设计 (12)5 系统调试及结果分析 (12)5.1 系统调试及解决的问题 (12)5.2 结果分析 (13)结束语 (13)参考文献 (14)附录一：源程序 (14)附录二：调试运行中的部分运行图 (19)高炉上料PLC控制系统引言高炉上料PLC控制系统主要运用于工业现场，例如混凝土加工厂、炼钢厂等大型工业现场。

这些大型工业现场由于设备笨重、车间安全系数低，容易发生事故等原因，采用PLC控制可以轻松、方便、安全操作设备，防止意外事故发生，并能够实现自动控制，大量的减轻了工人的工作强度，提高了生产效益。

1. 课题要求高炉上料控制系统主要是在工业现场中对物料混合加工进行配料控制，自动或者手动实现控制，方便人员操作，减轻工作负担。

系统设备：运料小车、小钟、大钟、料尺、各相关位置开关。

工作过程描述：初始小车停在底部，人工启动后20秒时间装料，装料完毕小车上行，到达顶部位置自动卸料到小钟内（卸料时间5秒）；而后小车自动下行到底部。

物料从小车中放到小钟后，小钟下放，使物料落入大钟。

小钟下放到位5秒后提升，提升到位（关到位）后下放大钟，使物料落入高炉，大钟下放到位延时7秒后提升到位（注意互锁关系：大、小钟不得同时下放）料尺每隔2分钟下探一次料位。

探讨高炉上料自动控制系统的设计1、引言高炉炼铁在钢铁冶金行业中，是最重要的组成部分。

高炉炼铁是一个连续的过程，其通过氧化还原反应，将铁矿石还原生成生铁。

各种原料包括铁矿石、焦炭和助熔剂按成分比例，由炉顶加料装置批次被送至高炉内，炉喉面要维持在一定的高度。

铁矿石和焦炭在炉中变化成为交替的层状结构，在下降的过程中，矿石逐渐变成铁水和熔渣，聚集在炉中，并定期从释放口放出。

高炉供料系统是炼铁生产的重要组成部分，供料系统通过料车分开，分为配料系统和上料系统前后两部分，本文主要阐述上料系统的硬件和软件的设计。

2、高炉上料系统自动控制概述高炉上料系统由槽下配料部分和炉顶布料部分两部分组成。

槽下配料是实现原料称量工作和称量误差补偿工作的系统设备，当炉顶料灌具备装料，同时矿槽具备排料时，原料由料车输送至炉顶，经过受料斗闸门、上密封阀送至对应料灌内。

料管内发出料满信号同时具备布料条件时，原料通过料流調节阀、下密封阀，依照设置好的布料溜槽倾动角旋和转角度进入炉中。

3、高炉上料系统的软件设计在高炉上料自动控制系统中，通过PLC编程，可以完成对高炉上料系统的槽下配料和炉顶布料的控制。

设定所需铁矿石、焦炭、溶剂的重量，振动给料筛启动进行筛料，实际重量与设定值相等时，振动给料停止。

高炉上料控制系统的软件部分采取结构化编程方法，将不同功能的程序分别寄存于不同的块中，主程序块OB1在使用时可以调用不同功能的程序。

3.1槽下设备运转控制（1）烧结、焦炭、球团、焦丁称量斗的称量控制：发出排料信号时，矿石称量斗闸门开启排料。

称量值是控制值得5%时，称量斗闸门关闭，料空信号发出。

称量斗闸门关闭并称空后，振动筛启动运行。

称量值达到经补正的控制值时，振动筛停止，进行满称量。

当达到110%的经补正控制值时，报警信号发出。

启动振动筛T秒后，一直未发出斗满信号，则认为发生上卡料情况，上卡料报警。

打开闸门打开T秒后，未出现空信号，则认为发生下卡料情况，下卡料报警。

炼铁高炉上料自动控制系统关键技术分析发布时间：2021-11-06T03:42:27.080Z 来源：《探索科学》2021年9月下18期作者：李文博[导读] 高炉上料系统自动化是冶金行业自动化的一部分，我国的钢铁工业近年来在自动化领域已经取得了巨大进步，然而在基础自动化和过程控制以及信息技术方面仍然同国际先进水平存在着很大差距。

本文介绍了炼铁高炉电气自动控制系统的基本设置、运行方式，以及各系统组成，并对炼铁高炉电气自动化系统的建造和设计提出意见和建议。

宝武集团新疆八一钢铁股份有限公司李文博新疆乌鲁木齐 830022摘要：高炉上料系统自动化是冶金行业自动化的一部分，我国的钢铁工业近年来在自动化领域已经取得了巨大进步，然而在基础自动化和过程控制以及信息技术方面仍然同国际先进水平存在着很大差距。

本文介绍了炼铁高炉电气自动控制系统的基本设置、运行方式，以及各系统组成，并对炼铁高炉电气自动化系统的建造和设计提出意见和建议。

关键词：冶炼技术；炼铁高炉；电气自动化；控制系统1.炼铁高炉自动上料系统发展状况高炉自动上料系统直接面向生产过程，完成生产过程的程序控制和连锁控制，并直接监视各个生产设备的运行状态，是生产的基本环节，它将对正常生产过程及生产产品的产量和质量产生直接的影响，自动化控制系统对于系统的可靠性、稳定性有更高的要求。

因此，在确定系统选型时应把握住硬件的高可靠性、高稳定性这一关，同时应要求控制装置的具有较高的运算能力，此外还要考虑到今后技术发展的需要[1]。

高炉上料控制系统以前多采用继电控制，主要存在两大缺陷，一是控制系统复杂，故障率高，采用大量的继电器用于联锁控制线路复杂，二是工作模式单一只有机旁和手动两种操作方式，手动操作用于生产，机旁操作用于设备故障时的维护，不能实现自动化生产。

在我国炼铁高炉自动上料系统中，已经采用计算机把生产过程控制和生产管理结合成统一的整体，大大提高了自动化程度，随着微型计算机的推广和使用，现代冶金企业已经大量采用计算机建立完整的计算机控制和管理系统，并日渐完善和成熟。

钢铁厂高炉供料自动控制系统改造设计作者：冯美英来源：《现代电子技术》2012年第04期摘要：目前很多钢铁厂供料系统控制供料系统存在操作员工作环境差，上料联系信号不准确和供料生产不安全等问题。

针对这些问题，现以某典型的钢铁厂高炉供料系统为例，给出了改造设计思路、控制模式设计及PLC控制系统设计方案。

该系统投入运行后，降低了操作人员工作量，改善了工人的工作环境，使高炉运行顺畅，保证了生产安全。

这一设计方案在钢铁厂高炉供料控制系统中具有较好的推广价值。

关键词：高炉；供料系统；控制系统；改造设计中图分类号：； TP274文献标识码：A文章编号：Design of feeding automatic control system for blast furnace in steel and iron plants(Liuzhou Vocational ＆ Technical College, Liuzhou 545006, China)Abstract： The feeding control systems of blast furnaces in many steel plants have the following questions: poor working environment, inaccurate feeding signal and unsafety feeding system. To solve these problems, the feeding system of a typical blast furnace is taken as an example to offer the thought of system design for automatic control, design of control mode and design scheme of PLC control system. Since the system is put into production, it has reduced operating personnel workload, improved the working environment, made blast furnace worked smoothly and ensured production safety. This design plays a good role in promoting the automatic control system to blast furnace of steel plants.Keywords： blast furnace; feeding system; control system; design modification收稿日期：基金项目：广西教育厅科研项目 (201010LX639，201010LX648)阶段成果0引言目前很多钢铁厂供料系统控制基本上均存在以下问题：操作员工作环境差；上料联系信号不准确；供料生产不安全等问题。

高炉上料装置是生产中的重要环节，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。

本文简要介绍了PLC系统在高炉上料自动控制中的应用。

该系统用PLC完成所有的过程控制、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。

工控机负责监控和人机对话，PLC和工控机通过动态数据交换，实现点对点通讯,控制与监控分开，可靠性高。

该系统于2008年1月在建源钢铁公司450m3高炉正式投入使用以来,运行良好，稳定可靠,以低成本、完善的功能赢得了高炉操作人员的好评。

1 工艺流程高炉上料系统是指从槽下供料到炉顶的设备将物料（烧结矿、焦炭等）装入炉内的全过程。

该系统有4个杂矿仓、4个球团矿仓和6个烧结矿仓，烧结矿仓、球团矿仓经振动筛，杂矿仓经给料机后，按配料料单规定送称量料斗称量以后放料，由相应的皮带送到地坑称量漏斗。

1#-4#四个焦炭仓下各有一台振动筛，焦炭没有中间称量漏斗，经振动筛直接送地坑的焦炭称量漏斗。

地坑有左焦、左矿、右焦、右矿4个称量斗。

料车到料坑后，坑斗把料放入料车，坑斗闸门关到位并且炉顶备好后，料车启动。

两台料车按生产要求将槽下各种物料，由料车卷扬机提升到炉顶。

经炉顶受料斗阀、上密封阀、节流调节阀、下密封阀，再经布料槽将物料均匀地布到炉内。

2 系统硬件设计及仪表设备由于该450m3高炉基础自动化部分含有13个模拟量输入，115个数字量输入和72个数字量输出，且为了满足生产系统的设备控制及工艺参数的采集，系统拟采用西门子公司的S7-400主机架、S7-300卡件和PLC系统对生产过程进行控制和监视。

同时选择西门子的Wincc组态软件作为上位机的监控软件。

PLC由一个中央机架带I/O扩展机架和相应模板（PS、CPU、CP、DI、DO、AI、AO）组成，控制相应系统。

原料系统的各个矿石漏斗及坑斗和焦碳坑斗分别设有称量装置。

信号进入计算机系统。

上料系统采用2台西门子矢量变频器进行控制[1]，采用两套变频装置供电，变频器一用一备；料车卷扬电机轴上设有测速发电机一台，旋转编码器一台，主令控制台一个。

基于PLC的高炉上料控制系统软件设计与实现【摘要】高炉上料的控制系统软件包括上位机的监控组态软件和下位机的PLC编程软件。

上位机的监控软件以德国西门子公司的工业控制组态软件WinCC6.0为平台，开发设计了工作软件；下位机PLC编程以西门子公司提供的专用编程软件SIEMENS STEP7 V5.3为平台进行工作软件的设计。

该控制系统在某厂高炉上料生产线已经运行，实际运行效果表明：控制精度和抗干扰能力等性能满足工业应用的需求。

【关键词】高炉上料控制；PLC；软件设计0 引言PLC 在当今工业自动化控制领域发挥了重要的作用，它集自动化技术、计算机技术，通讯技术于一体，在工业控制领域得到了广泛的应用。

高炉上料系统是保证高炉正常生产的关键。

软件的稳定直接关系到高炉的可靠运行。

本设计中运用SteP7编程软件，编制了下位机的上料控制程序，实现了高炉上料系统按生产工艺自动完成配料、称重、上料、布料全过程，满足控制要求。

同时，使用工控组态软件WinCC6.0对上料控制系统进行组态，设计了具有Windows风格的操作画面，可进行生产过程实时监控、动态模拟、数据统计、记录查询等操作。

该控制系统工作效率高，可靠性好，故障率更低，从而使高炉生产的技术层次和经济指标大幅提高[1]。

1 系统采用的软件及特点系统采用的控制软件为西门子STEP7 V5.3[2]。

STEP7 V5.3是用于SIMATIC可编程控制器的组态和编程的标准软件包。

该软件包支持自动化任务创建、实施过程的各阶段，包括任务的建立和管理、对硬件和通信做组态和参数赋值、符号管理、程序块和程序的编制、程序的下载、系统测试和设备故障诊断。

标准软件包组成如图1所示。

SIMATIC管理器：管理属于一个自动化项目的所有数据，无论是为项目的哪个可编程控制系统设计的。

编辑所选数据所需的工具由SIMATIC管理器自行启动。

符号编辑器：使用符号编辑器可以管理所有的共享符号。

符号编辑器可为过程信号（输入/输出）、位存储和块设定符号名、注释和分类。

包头原料条件下2800m3高炉原料及炉顶装料系统设计（专业：冶金工程班级：冶金06-1班姓名：张彩云指导老师：侯贵平）摘要：在本设计中，槽上槽下均采用皮带供料系统，槽下胶带运输机供料与称量漏斗相配合，是高炉槽下实现自动化操作的最佳方案。

串罐式无料钟炉顶的称量料罐卸料支管中心线与波纹管中心线以及高炉中心线一致，避免了下料和布料过程中的粒度和体积偏析，通过布料溜槽的旋转和倾动、料流调节阀的排料控制，可实现多种布料方式，适应各种炉况的上部调节要求，布料均匀，使高炉装料操作简单化，有利于高炉的稳定和长寿。

关键词：高炉炉顶；串罐无料钟炉顶；供料系统；皮带上料Design of 2800 m3 Blast Furnace Meterials and the Top Charging System Under the Conditions of Baotou Raw Materials Abstract：This design uses the blet for the feeding system. The best way of realizing automatic operation under tanks is the coorperation between the weighing hopper and the feeding of belt transporter under tanks.By comparison,because the center line of the weighing bucket is consistent with the center line of the bellow,the string-up bucket type bell-less top can avoid the pratide segregation and the volume segregation during the blanking and the mix feeding. Through the rotation and the tilting of the rotating chute ,and the control of the material flow gate,the furnace can achieve various distributing modes to adapt kinds of furance conditions which the upside request.All of these things make the operation of the blast furance simplistic and is conducive to the stability and longevity of BF.Key words：blast furnace top; the string-up bucket type; material supply system; belt charging前言现代大型高炉每昼夜连续需要原、燃料上万吨。

目录第一章引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 高炉上料国内外发展状况 (1)1.2.1 高炉介绍 (1)1.2.2 上料系统介绍 (2)1.3 PLC技术的介绍 (2)1.3.1 PLC的现状及发展 (2)1.3.2 PLC软件的强化 (3)1.4 课题的提出 (4)1.5 课题研究的意义、价值、可行性 (4)1.6 课题研究的主要内容 (5)1.7 小结 (5)第二章高炉上料自动监控系统的硬件设计 (7)2.1 系统的总体设计 (7)2.1.1 各种控制系统的特点 (7)2.1.2 控制方案的选择 (7)2.1.3 PLC控制与微机控制的比较优势 (8)2.1.4 PLC控制与继电器控制的比较优势 (10)2.1.5 系统的总体结构图 (12)2.2 系统的主电路设计 (13)2.3 系统的控制电路设计 (13)2.3.1 PLC的选型设计 (13)2.3.2 PLC的I/O编址 (15)2.3.3 PLC的输入/输出接线图 (17)2.4 元件明细表 (19)2.5 小结 (20)第三章高炉上料自动监控系统的程序设计 (21)3.1 软件开发平台和编程语言的选择 (21)3.1.1 PLC软件系统及常用编程语言 (21)3.1.2 软件开发平台 (22)3.2 高炉上料自动监控系统流程图的设计 (23)3.3 高炉上料自动监控系统的梯形图的设计 (26)3.4 小结 (29)第四章高炉上料自动监控系统的组态监控 (30)4.1 组态软件简介 (30)4.2 组态监控系统的设计 (31)4.2.1 MCGS工程建立 (31)4.2.2 建立动画图形窗口 (32)4.2.3动画的连接 (32)4.2.4 运行策略组态 (33)4.3 脚本程序的编写 (33)4.3 小结 (34)第五章高炉上料自动监控系统的仿真 (35)5.1 硬件设置 (35)5.2 生成ASCII文本文件 (35)5.3 下载程序 (35)5.4 系统仿真 (36)5.5 小结 (39)第六章结束语 (40)参考文献 (42)致谢 (43)第一章引言1.1 课题研究的背景高炉上料装置是生产中的重要环节，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。

基于PLC的高炉上料自控系统设计专业：冶金工程班级：1109专升本姓名：李波摘要本文介绍了兴澄1#高炉380m3矿槽炉顶上料系统的工艺流程，施耐德公司昆腾系列PLC控制系统的特点、硬件组态及软件功能，并详细介绍了该PLC控制系统的主要控制功能。

通过昆腾系列PLC与高炉上料系统,实现了上料系统的实时监控和灵活方便。

关键字：PLC；自动控制；上料系统；变频器AbstractThis article describes Xingcheng a 380m3 Blast Furnace Trough feeding system on the roof of the process, Schneider Quantum series PLC control system characteristics, hardware configuration and software features, and details of the PLC control system's main control functions . Quantum series PLC and blast through the feeding system, feeding system to achieve real-time monitoring and flexibility....Key words: PLC; Automatic control; Feeding system; Inverter目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (I)1.绪论 (1)1.1高炉上料系统的作用与地位………………………………....错误！未定义书签。

1.2高炉上料系统的传统控制方式 (2)1.3 高炉上料系统PLC控制方式 (3)2.总体方案设计 (5)2.1 炼铁工艺过程概述 (5)2.2兴澄1#高炉上料设备及工艺简介 (6)2.3操作方式 (10)2.4控制方式 (10)2.5设计概述 (11)3.PLC控制系统设计 (13)3.1PLC简介 (13)3.1.1 PLC的发展史 (13)3.1.2PLC的硬件组成结构 (14)3.2I/O点分配 (17)3.3PLC控制电路的设计 (18)3.3.1PLC控制器功能配置 (19)3.3.2PLC控制器选型及硬件配置 (20)3.3.3 系统通讯能力及抗干扰能力 (20)3.3.4 料车上料系统 (20)3.3.5探尺系统 (22)4.变频器 (24)4.1变频器控制与保护 (25)4.2 抱闸制动器的配合 (26)4.3变频器相关参数的设置 (26)5.结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1.绪论1.1高炉上料系统的作用与地位高炉是炼铁或者炼钢生产的核心设备，是一种规模大、要素多、要求严格的冶炼过程，其良好的运行能为后续的生产过程提供充足而优质的原料保证，这对控制系统的可靠性提出了较高的要求。