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![《毕业设计(论文)-plc电弧炉控制系统总体设计》[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/673bf62376eeaeaad0f330b3.png)
摘要电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，是冶炼某些特殊金属及合金必须使用的炼钢方法。
论文以40吨电弧炉计算机控制系统为背景，在查阅了大量国内外相关文献的基础上，综述了电弧炉控制技术的发展历程、研究现状及今后的发展趋势。
根据电弧炉熔炼工艺对控制系统的控制要求，给出了控制系统总体设计方案，对电弧炉计算机控制系统的硬件系统配置作了详细的说明。
在电极调节器控制方案设计的基础上给出了实用的控制算法的实现方法，应用日本欧姆龙系列编程软件编写了整个控制系统控制软件，包括电极调节控制单元、液压站控制单元、真空开关合、分闸控制单元、变压器调压换档控制单元和其它逻辑控制单元。
关键词：电弧炉，电极调节，计算机控制，PLCABSTRACTThe steel-making of Electric Arc Furnace transfers the electricity to heat by the arc between electrode and charging. The Arc and its radiation melt the metals along with slag, it is the essential way to produce the special steel and alloy.The thesis is based on the 40-Ton electric arc furnace computer distributed control system of the Second Steel-making plant. The summaries of the historic, present state and perspective trend of control techniques of electric arc furnace are based on consulting a great deal of documentation. According to the control demands of the system, the system’s solving scheme is presented. The thesis thoroughly describes the hardware configuration of the computer distributed control system of electric arc furnace. Based on the design of the electrode’s position control algorithm,the realization method of control algorithm is proposed. The control software is designed with the Omron series programming language produced by Siemens Company, including electrode’s position control unit,hydraulics control unit, vacuum switch on/off control unit, changing the level of transformer control unit, oxygen gun movement control unit and other logical control units.Key words: Electric Arc Furnace, Electrode Regulator, Computer Control.，PLC第一章概述 (4)： (5)电弧炉系统 (5)电弧炉炼钢发展概况 (5)电弧炉炼钢的特点 (6)电弧炉炼钢计算机控制发展概况 (7)电弧炉炼钢设备概括 (7)电弧炉炼钢的机械设备 (7)电弧炉炼钢的电气设备 (9)电弧炉炼钢过程及工艺简介 (10)电弧炉炼钢过程 (10)电弧炉炼钢工艺简述 (12)电弧炉工艺对控制系统的要求 (12)电弧炉炼钢工艺对电极调节器的要求 (13)本论文所做的工作 (13)第二章电弧炉控制系统 (14)电极升降自动控制系统 (14)液压、水冷、气动控制系统 (16)液压控制系统 (16)水冷控制系统 (17)气动控制系统 (17)PLC控制系统 (18)计算机在电弧炼钢中的应用 (18)电弧炉PLC控制系统的构成 (19)电弧炉PLC控制系统的功能 (20)第三章电弧炉电极控制的建模 (21)电极系统电气部分建模 (21)单向电极的建模 (22)三相电极的建模 (23)电极工作原理及性能要求 (27)工作原理 (27)性能要求 (28)传动系统的建模 (29)第四章电弧炉控制系统的软硬件设计 (30)变压器保护 (30)液压站控制 (32)炉体操作 (37)水冷系统 (42)事故报警 (44)上料系统 (45)电弧炉控制系统程序的检查和编译 (48)结束语 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章概述：钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。
锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。
工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。
作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。
而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。
1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。
这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。
因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。
（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。
在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。
在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。
基于模糊控制的PLC在温度控制中的应⽤基于模糊控制的PL C在温度控制中的应⽤张雪平1 王志斌21.宜宾学院2.四川⼤学摘要:结合⼯业电炉的温度控制,介绍了⼀种基于模糊控制的PL C温度控制系统。
该系统克服了传统的位式调节器和P I D调节器超调⼤的缺点,充分发挥PL C控制灵活、编程⽅便、适应性强的优点,提⾼了控制的精确度。
关键词:模糊控制 PL C 温度控制Appl ica tion of the Fuzzy Con trol Ba sed on PLCi n Te m pera ture Con trolZhang Xuep ing W ang Zh ib inAbstract:Jo ining temperature contro l of the industry electric stove,th is paper introduces a k ind system of fuzzy contro ller based on PL C in temperature contro l.T he system overcom es w eakness of super adjusting w ith traditi onal regulato r and P I D regulato r,it has advantages contro l flexible,p rogramm ing convenient,adap table, increases the accuracy of the contro l.Keywords:fuzzy contro l PL C temperature contro l1 引⾔温度控制是⼯业⽣产过程中很重要的⼀种控制。
温度控制系统⼀般具有⼤惯性、⼤延时的特点。
在⼯业控制中,温度系统的数学模型难以确切建⽴。
⼯业现场对温度控制,常⽤有位式调节器和P I D控制器等。
第28卷第4期2011年4月机 电 工 程Journa l ofM echanica l&E lectr i ca l Eng i neeringV o.l 28N o .4A pr .2011收稿日期:2010-11-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(50805042);浙江省自然科学基金资助项目(Y 10808055)作者简介:胡小平(1970-),女,浙江温州人,博士,教授,硕士生导师,主要从事企业信息集成、协同设计和知识工程方面的研究.E-m ai:l x i aop -i ng .hu @hdu .edu .cn模糊技术在PLC 控制中的应用*胡小平,朱 朋,纪华伟(杭州电子科技大学机械工程学院,浙江杭州310018)摘要:针对控制系统装置的对象往往出现大时滞、非线性和难以建立精确数学模型等问题,提出将先进的模糊控制技术引入传统的自动化装置之中。
模糊控制具有鲁棒性强等特点,可以使外界干扰和参数变化跳动对控制效果的影响大大减弱。
从工程角度出发,采用西门子PLC 常规输入/输出模块组成模糊控制器的核心,提出了相应可行的模糊控制算法,并采用了在线线性查询方式和模块化编程。
研究结果表明:在珩磨控制系统模型应用中,该模糊控制方法稳态误差小、响应速度快。
关键词:模糊控制;可编程控制器;在线线性查询中图分类号:TH39;TP271+.4 文献标志码:A文章编号:1001-4551(2011)04-0440-04Application of fuzzy technology i n the PLC controlHU X iao -pi ng ,ZHU P eng ,JIH ua -wei(Co llege ofM echan ica lEng i n eeri n g ,H angzhou D i a nziUniversity ,H angzhou 310018,Ch i n a)Ab stract :A i m ing at t he ob j ectsw hich often have severe delays ,are nonli nea r and d ifficu lt to establis h accurate m a t he m aticalm ode ls i n con -tro l syste m,the fuzzy control techno l ogy w as i ntroduced and appli ed i nto trad iti onal auto m anua l dev i ces .T he fuzzy contro l is robust ,and itcan greatl y reduce t he effect o f outsi de i nterference and beating para m eters .F ro m an eng i neer i ng view ,t he conventi onal i nput/output mod -ules o f S i em ens PLC w ere used to m ake up the fuzzy contro ll e r p s co re ,a co rresponding feasi ble f uzzy contro l algorith m was presented and t he onli ne m ethods o f li near i nquery and modu lar prog ra mm i ng were used .The results i nd i cate t hat e rror i s s ma ll and the response i s fast in ho -ni ng contro l sy stem m ode,l wh i ch i s used th i s contro lm ethod .K ey w ords :fuzzy contro;l progra mmable l og ic contro ller(PLC);onli ne li near i nquery0 引 言模糊控制是指在控制方法上应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理,通过模拟人脑思维,对一些无法建立数学模型的过程进行控制的一种智能控制技术[1]。
基于PLC的模糊控制PID控制器的设计与应用发布时间：2022-02-16T08:08:00.046Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第16期作者：马少辉[导读] 目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
马少辉珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519070摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，在工业控制生产中，我们比较倾向于PID控制。
因为它的控制方法比较容易被工厂人员所接受和掌握，而且它的研究成本低，所以被广泛应用。
但是对于一些复杂的控制系统，由于受到众多非线性因素影响，数学模型就会不好建立，PID的控制就会受到限制。
比如遇到典型的复杂的控制系统例子，它有着多种可变因素的复杂系统，导致我们很难精确的分析系统的动静态特性。
由于它的控制器结构及参数已经固定，所以不能实时地根据误差的变化进行及时的调整。
关键词:模糊PID控制;pH值控制;可编程控制器引言PID控制器作为温度控制系统不可或缺的一部分，在整个系统中起着至关重要的作用。
PID控制器具有的优点是原理简单、使用方便、控制精度高、算法成熟，并且使用时不用依赖非常高级专业的技能。
因此用PID控制器来实现温度控制系统的设计。
因此，针对上述问题，提出了一种输出方差最优的PID参数整定方法，将参数整定问题转化为一个非凸优化问题，采用粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)求得全局最优解，实现了最小方差PID参数整定。
精炼炉使用PLC自动控制系统的研究本文以RH精炼炉课题为背景，研究基于PLC的RH精炼炉综合自动化控制系统。
深入分析精炼炉的工艺，在此基础上深入分析RH精炼炉综合自动化控制系统的需求，设计并实现基于PLC的RH精炼炉综合自动化控制系统，包括架构设计、基础自动化子系统、过程控制计算机子系统和真空槽环流气体PID控制等功能模块的设计与实现，通过测试和实际运行来验证系统的可行性和有效性。
1 引言21世纪钢铁企业迅猛发展，企业竞争压力随之增大，低端的产品已不具有市场竞争力，这就要求我们开发出具有竞争力的高端产品。
德国是世界上最早采用RH精炼技术的国家，早在50年代末期此项技术就已出现,其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个生产厂家的第一个字母的缩写。
至今,全世界已有100余台RH精炼炉。
RH精炼技术在美国、日本、西欧得到普遍推广,炼钢生产线对生产的成本控制以及生产节奏要求越来越高，轧钢生产线对钢水的质量要求不断提高，对钢水的温度控制以及碳含量也提出了新的要求。
RH（RuhrstahlHeraeus）系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，广泛用于钢水的脱碳、脱氧、脱气、升温、成分调整及超低碳钢冶炼等方面。
传过程控制技术发展到今天,在控制方式上经历了人工控制和自动控制两个发展时期。
在自动控制时期，过程控制系统经历了三个发展阶段,它们分别是：分散控制阶段,集中控制阶段和集散控制阶段[13]。
RH真空处理自动控制系统从上世纪的六、七十年代的继电逻辑控制系统、电动单元组合仪表系统发展到了目前PLC网络控制系统。
RH钢水真空处理采用二级计算机控制系统。
基础自动化包含电控和仪控，是电仪合一的PLC控制系统；二级自动化采用奔腾PC 机，编制数学模型实现过程控制。
随着工业自动化技术的不断发展，企业内部信息网、客户/服务器模式、现场总线技术的出现，对RH真空处理自动化和计算机的结构也产生影响。
现在RH真空处理自动控制系统采用PLC制系统，在现场控制级采用现场总线技术，在基础自动化级和过程控制管理级采用计算机网络技术，在传动系统方面，全数字化的可控硅整流装置和全数字化的交流逆变装置已经彻底替代了原来的模拟控制的交/直流供电装置。
基于PLC的锅炉监控系统的设计摘要本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
本文分别就燃煤锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。
通过改造燃煤锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
关键词：燃煤锅炉的控制系统，温度控制，串级控制，PLC，PIDPLC-based boiler control systemDesignABSTRACTThis paper introduces the boiler is controlled object to the boiler outlet water main parameter to be controlled to within the furnace temperature was deputy accused of parameters to the furnace resistance wire voltage of the control parameters, PLC as controller, constitute the boiler temperature cascade level control system; using PID algorithm, using PLC ladder programming language programming, automatic control of the boiler temperature.This paper on the coal-fired boiler control system works, temperature transmitters selection, PLC configuration, the configuration software program design and other aspects to elaborate. Through the transformation of coal-fired boiler control system has fast response, good stability, high reliability, control accuracy and good features, the industrial control has practical significance.Key words:Coal-fired boilers control system，temperature control，cascade control PLC ，PID目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及研究目的和意义 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 项目研究内容 (6)2 锅炉控制系统总体设计 (8)2.1 燃煤锅炉的组成 (8)2.2 燃煤锅炉的工作过程 (8)2.3 系统功能分析 (9)2.4 控制方案的设计 (10)2.5 控制系统结构 (11)2.6 电路的保护 (12)3 PLC控制系统的硬件设计 (14)3.1 可编程控制器基础 (14)3.1.1 PLC概述 (14)3.1.2 PLC的历史 (14)3.1.3 现今的PLC (16)3.1.4 PLC的设计标准 (17)3.2 可编程控制器的产生和应用 (19)3.2.1 可编程控制器的组成和工作原理 (19)3.2.2 可编程控制器的分类及特点 (21)3.3 组态软件的基础 (22)3.3.1 组态的定义 (22)3.3.2 组态王软件的特点 (22)3.3.3 组态王软件仿真的基本方法 (23)3.4 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (23)3.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (23)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.4.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (23)3.4.3 PLC程序设计的一般步骤 (24)3.5 PLC的选型和硬件配置 (26)3.5.1 PLC型号的选择 (26)3.5.2 温度传感器 (26)3.6 系统整体设计方案与电气接线图 (26)3.7 PLC控制器的设计 (27)3.8 控制系统数学模型的建立 (27)4 PLC控制系统的软件设计 (29)4.1 PLC程序设计常用方法 (29)4.2 编程软件FPWIN-GR概述 (29)4.3 梯形图 (29)4.4 文本显示图 (34)参考文献 (36)致谢 (37)1 绪论1.1 课题背景及研究目的和意义燃煤锅炉的应用领域相当广泛，燃煤锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
