磨机综合起停控制系统设计毕业论文.doc

磨机综合起停控制系统设计毕业论文 目录 摘 要 2 1.绪论 4 1.1课题的背景及意义 4 1.2课题的主要设计内容及预期目标 5 1.3本人在课题中完成的主要工作 5 2.水泥工业概况及水泥生料磨系统工艺分析 6 2.1水泥工业概况 6 2.2水泥生料磨工艺及球磨介绍 7 2.2.1水泥生料磨工艺 7 2.2.2球磨介绍 8 3.下位机的设计 9 3.1系统总体控制要求 9 3.1.1设备间的顺序控制 9 3.1.2磨机的起停要求 9 3.2编程软件Step-7介绍 10 3.3系统硬件设计 10 3.3.1传感器的选择 10 3.3.2系统PLC的选型 10 3.3.3系统PLC数字量及位寄存器地址确定 11 3.3.4系统PLC模拟量地址确定 13 3.4程序流程图 13 4.上位机的设计 29 4.1组态王6.52软件的介绍 29 4.2系统上位机的设计 29 4.2.1工程创建 29 4.2.2定义外部设备 30 4.2.3定义I/O设备变量 31 4.2.4组态界面 32 5.通信与系统调试 35 5.1上位机与下位机的通信 35 5.2下位机PLC调试运行 37 5.3上位机调试运行 39 结 语 42 谢 辞 43 参考文献 44 附录 PLC梯形图 45 1.绪论 1.1课题的背景及意义 水泥广泛应用于工业建筑、民用建筑、交通、水利、农林、国防、海港和宇航工业、核工业以及其它新型工业的建设领域。它应用面广，使用量大，是国家建设和人民生活中不可缺少的重要材料。水泥工业是国民经济中直接关系到国家各项基本建设和人民居住环境改善的主要支柱产业。 水泥生产的主要工艺过程为:生料制备、熟料缎烧、水泥粉磨与包装。其中，水泥粉磨是水泥生产的一个重要环节，生料配率与磨机负荷控制是影响水泥质量和产量的关键之一。 从生产工艺的角度来看，水泥粉磨的生产设备联锁众多，各种检测信号相互影响，如果生产线上的任何一台设备出现故障停机，将影响整个生产线的运行，严重时会发生压料、堵料，给生产带来很大的损失。 从控制对象的数学模型来看，水泥磨是一个大时滞、多变量、慢时变的非线性被控对象，一般控制手段难以达到要求。 从水泥粉磨生产角度来看，水泥生产环境比较恶劣，工人操作劳动强度大，致使水泥质量不稳定，产品质量难以控制。 早期水泥生料粉磨系统作为水泥生产线的前端环节，它的自动化一直没有受到充分的重视.过去常采用传统的人工控制或继电器、仪表控制很难达到控制要求。当时的水泥生产线其他各个车间所采用的自动控制系统只采用了较为简单的生产过程控制，且内部相对独立。它是由常规的一次仪表、二次仪表以及各种继电器、保护装置组成。通常在各车间控制室设置仪表盘、模拟盘及操作台。这种方式控制和管理都极为不便，需要的操作和管理人员众多，产品质量难以控制，生产效率低下。 随着PLC与DCS系统的发展，基于分散控制、集中操作管理的集散型控制系统在水泥厂中逐渐得到应用。数据高速传输网络和基于CRT的操作站将分散的控制设备连在一起完成实时工业过程控制与监视，实现了控制系统的功能分散、负荷分散、危险分散和管理操作的集中。PLC的应用取代了传统的二次仪表、大型仪表控制盘及设备之间联锁用的各种各样的继电器和大量的电缆。此时的中央控制室已经是生产的调度指挥中心。工厂的生产组织管理方式与传统的相比，也发生了巨大的变化。它覆盖了水泥生产线的主要工艺流程，即从原料配料到水泥入窑的三磨一窑等主要车间。 经过对PLC基础理论的学习和对国内外多个公司设计的PLC控制的分析可以看到，在采用PLC控制后，节省了大量继电器，故障少且容易查出，操作容易。设备出现故障后，系统能够按照预先编制好的程序自动停止相关设备，并发出声光报警，提醒操作人员及时处理以尽快恢复生产。对一些重要的参数和报警，系统能够自动生成历史记录和历史趋势。操作人员和技术人员可以随时查询历史数据了解生产情况。通过对数据的统计和分析提出新工艺，新方法，不断提高水泥的产量和质量。利用基于PLC的计算机控制系统，配合先进的控制策略，对改善工人劳动环境、提高产量、稳定质量、降低能耗等方面具有重要意义。实践证明，采用基于PLC的计算机控制可取得显著的社会效益和经济效益。 1.2课题的主要设计内容及预期目标 课题的主要设计内容：下位机采用西门子S7系列PLC控制系统，主要实现磨机与其他设备的顺序起停，磨机前后稀油站高低压油泵控制、主电机稀油站低压油泵、减速机稀油站低压油泵控制，进行油压油温监测，磨机前后轴瓦温度、减速机各测点温度、主电机定子三相温度报警控制等。上位机采用组态软件实现控制入磨提升机、磨电动机液体变阻器、磨机稀油站、磨轴承稀油站等设备的起停。能自动采集运行工况及有关数据。建立数据库，自动生成各个参数的动态趋势曲线，生成报告，报警