《高炉运矿皮带拣铁装置自动控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高炉运矿皮带拣铁装置自动控制系统设计（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北理工大学轻工学院河北理工大学轻工学院本科生毕业设计开题报告本科生毕业设计开题报告题目：题目：高炉运矿皮带拣铁装置自动控制系统设计高炉运矿皮带拣铁装置自动控制系统设计学学 部：部：工程教育部工程教育部 专专 业：业：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级：级：05 级机械级机械 1 班班 姓姓 名：名：怀玉兰怀玉兰 学学 号：号：200515160128 指导教师：指导教师：玄兆燕玄兆燕 2009 年年 3 月月 10 日日一、选题背景1. 题目来源：矿石拣铁装置在矿山生产中有着非常广泛和重要用途。尤其在大型露天矿、当各种铁制备在长时间的 使用中破碎和脱落的铁块或遗失的零件混
2、杂在运输中的矿石里，若不及时除去，进入破碎机后，将造成破碎机卡死，衬板损坏或脱落，严重地影响破碎系统的正常运行，造成经济损失。此研制皮带运输机物料的自动拣铁装置，是高炉运矿中急需解决的技术问题。2. 应用性：近十几年来，随着我国高炉炼铁行业飞速的发展，生产工艺不断优化，设备装备水平不断的提高，自动化，机械化，智能化高科技的产品日新月异，特别是可编程序控制器的出现更是电气控制的领域的一次革命，PLC以体积小、重量轻、编程操作简单，易学易懂，修改程序方便、抗干扰能力强、可靠性、灵活性强、工作稳定、可靠，适合工作在生产现场的逐多特点，而被应用到各个的领域，因此在高炉运矿皮带拣铁装置自动控制系统中，采
3、用 PLC 进行自动化的控制是非常的合适的，同时它为企业生存的发展直接或间接的带来了巨大的经济的效益，简述以下几个方面：（1）有效拣除运矿皮带的铁件，消除皮带被刮伤的危险矿石拣铁虽然不时什么大设备，但是它在生产中却有着不可代替的作用，它主要适用于拣除弱磁性的物料中的铁件，防止铁件撕裂皮带或流到下一道设备里造成下道设备的损坏，本装置能可靠的保护运输机，破碎机，研磨机等机械设备的正常运转，高炉运矿皮带属于高炉上料的关键环节，该设备不但在生产中的位置重要，而且费用也相当可观，因此该设备的安全运行，将带来巨大的经济和社会效益。另外，运矿拣铁装置把住了铁件进炉的关口，为高炉生产创造了条件。（2）控制系统
4、的自动化，检测系统的智能化，执行系统的机械化，运行处理的快速化，提高了作业的效率，本装置控制系统的可编程控制器 PLC 动作可靠、运行稳定，检测的环节由单匝铜管线圈和屏蔽型骨架，信号的处理电路组成，抗干扰能力强，灵活度高，对铁磁材料尤为敏感，执行机构采用了直流电磁吸盘和减速行走小车组成，动作速度快，工作寿命长，有良好的机动性和制动效果，因此降低了操作人员的劳动强度.由此可见，矿石拣铁装置自动化控制系统中有着广阔的发展空间，它的各种功能不断的完善和发展，工作效率不断的提高，使拣铁装置日益成熟。3. 先进性：矿石拣铁装置以金属探测器为传感器作为主要检测元件，以电磁吸盘和行走小车为主要执行机构，以
5、PLC 为主要控制手段的机电一体化设备。它具有自动化程度高，可靠性好，动作迅速，反应灵敏，设备简单，调整方便等优点。4. 发展前景：（1）高磁场、高梯度根据磁力时磁场强度与磁场梯度的乘积的原理，采用多种聚磁方法和应用更好的材料，使除铁器在额定悬挂高度中心的磁场强度已达到90、120，150mt，同时梯度也越来越大，所以磁力也越来越大。出现了超强磁除铁器，其磁力指数是常规除铁器的 4 倍多。（2）精细除铁由于原料在加工过程中难免混入一些细小铁件和设备磨损产生的细铁粉，有时还混有少量铁钛质矿物，而工业上对除杂要求越来越高，要除去这部分较细的铁杂质就必须提高除铁能力，向精细方向发展。（3）自动化控制
6、过去除铁器的控制系统多采用断电器接触器逻辑控制，其可靠性、灵活性、可维护性、自检能力、安全保障能力及通信能力等都不高。现在除铁器的控制系统往往采用 PLC 进行控制，不仅提高了自身的可靠性，减少维护量，而且可以方便地与其它自动控制系统联网，在上位机的统一管理下，进一步提高整个系统乃至企业生产工序的自动化程度。PLC 是一种数字式运算操作的电子系统，专门应用于工业环境下的生产现场，易于工业控制系统形成一个整体，监控能力强、易于扩展。目前控制要求越来越高，如采用以太网等，对 PLC 的配置也从简单化、小型化向复杂化、中型化发展。（4）节能方面电磁除铁器是靠电流产生磁场，在使用过程中消耗大量电能，而
7、且其散热系统也需要消耗能量。虽然永磁除铁器不需消耗电能，但是在某些行业电磁除铁器有不可替代的优势（如陶瓷厂） ，因此节能降耗就成了电磁除铁器的发展趋势。谭昆玲在分析了电磁除铁器的运行特点后，提出了一种技术方案，即当出现铁件时给激磁线圈加上 100%的全额电压，当没有出现铁件时，仅需保持已吸起的铁件不坠落阶段，加上 10%左右的全额电压，使整个设备运行时基本处于冷态。这样既可解决线圈散热与密封之间的矛盾，也可大大提高出现铁件时的磁吸能力，降低生产厂家的钢材消耗和综合成本，降低使用厂家的成本。（5）开发大功率除铁器除铁器除铁能力的判定原来往往以磁场强度来表征。李勇等人对除铁器的除铁能力进行了研究，
8、认为影响除铁能力的因素除磁场强度外，更重要是除铁器的功率，因此，开发大功率除铁器以提高除铁能力，将是以后的发展方向。 （6）制新型电磁除铁器电源 电源是电磁除铁器的主要构件之一，其性能决定了除铁器的运行状态和性 能。尽管利用二极管和可控硅制造的除铁器电源具有制造工艺简单、成本低等优点，但其交流谐波分量大、功率因数低、相间容易不平衡和不宜于实现智能控制。高学朋介绍了利用 IGBT 和 MOSFET 设计制造的新型除铁器电源。它具有功率因数高，易于控制，成本低，节能和易于与其它智能设备连接等优点。同时，在设计中充分利用了电磁除铁器的电感量大，直流电阻小的电感特性，省去了中间频变压器或滤波电感等一些
9、常规电源必要的元器件，降低了成本，使之成为具有较强性价比的新型电磁除铁器电源近年来国内外对除铁器研究较少，但是大部分行业对产品的除杂要求却越来越高，所以今后一段时间需要不断寻找新型材料，寻求新方法，研究新型除铁器，以提高除铁器的性能。同时，如何在现有条件下更好的利用除铁器，发展新工艺也是值得研究的方面。除铁器按磁力来源不同，分为电磁除铁器和永磁除铁器。电磁除铁器实质上是一种直流电磁铁，其；励磁线圈在通电过程中产生强磁场，将非磁性物质中的铁件吸起。永磁除铁器是以髙矫顽力、高剩磁的稀土磁性材料钕铁硼和铁氧体组成磁源，以形成强力磁场，用于吸除铁磁性杂物，整机不通电，无能耗。 二、设计方案1. 主要内
10、容及预期目标：本次任务研究矿石拣铁装置及其自动化控制系统所要完成的功能，以及整个系统的控制工艺，进行整体的方案设计，同时完成矿石拣铁装置相关的辅助设备，如小车，电磁盘的控制工艺设计，选择合适的可编程控制器 PLC。金属探测器、传感器、完成其硬件的设计。2. 研究方法：（1）.通过图书馆和网络，查阅有关矿石拣铁装置的学术论文、专利等文献资料，了解国内外矿石拣铁装置的新动向和发展水平，对课题的研究提供新的启迪、开阔设计思路。（2）.去现场参观拣铁装置的构造、各部分的运动规律、整个工艺流程，考察目前所采用的方法以及需要解决的问题。（3）.了解 PLC 市场情况，选择合适的控制，阅读用户手册，了解硬件
11、结构及性能，熟悉编程环境。（4）.完成控制系统的 I/O 接线图设计。三、进度安排1. 第 14 周搜索资料，实地学习S7-200PLC 编程指南2. 第 56 周进行方案的具体确定，PLC 硬件设计。3. 第 711 周做 PLC 选型以及控制系统的 I/O 接线图设计。4. 第 1214 检查论文并准备毕业答辩。四、参考文献1胡学林. S7-200PLC 编程指南 北京：电子工业出版社.20032任久. 自动除铁装置存在的问题及改进措施 太钢尖山矿业公司 3玉恕. #高炉槽下杂矿系统除铁器研制 攀钢炼铁厂 4T1E 型金属探测器使用说明 上海信通机电工程公司5除铁器的研制现状及其发展趋势
12、云南昆明 昆明理工大学莲花校区6郑兰森. 高炉运矿皮带拣铁装置控制系统设计 唐钢二炼厂 7自动除铁装置的研制及应用 长沙矿山研究院8廖常初. 可编程控制器的编程方法与工程应用. 重庆：重庆大学出版社，20009Siemens AG .Function Block Diagram(FBD)for S7-200Programming Reference Manual,200210Siemens AG .Standard PID Control Manual,2003指导教师意见：指导教师意见：该课题为现场实际课题，学生在电控方案设计的基础上，完成相关的控制系统设计，选题符合专业方向培养目标要求，设计包含传动控制、PLC 原理等方面的内容；具有现实参考价值和实际应用价值；研究计划可行；该生阅读了相关的设计资料，课题立意明确，工作量比较适中。同意开题。指导教师签字： 年 月 日毕业设计（论文）领导小组意见：毕业设计（论文）领导小组意见：负责人签章： 年 月 日
