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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统学生姓名：李玉良学 号：0967106124专 业：自动化班 级：09自动化1班指导教师：田海 80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统摘要随着数字时代的发展与不断创新，工业化生产也进入了自动化时代，以微处理器为基础的工业控制装置可编程控制器，简称PLC，以其可靠性高、适应性强、灵活应用、维护简单等特性而广泛应用于各大钢铁企业和机械制造等各种生产过程自动化的控制系统中。本设计主要是针对生产过程中的80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统，在铁水运输过程中，由于老式的生产工艺需要大量的人工劳作，并且在整个倾翻过程中稍有不
2、慎便会出现罐体溢漏，造成不必要的经济损失或者是人身伤亡。因此，此次设计是对过程控制中的罐体倾翻控制的手动和自动的转换、以及整个倾翻过程中的工艺、安全性能等都进行了整体的规划，再根据生产工艺的需要，进行对干油泵、排烟阀、冷却风机的控制，实现生产过程的自动化控制，提升了系统整体的安全性和可靠性。关键词：PLC；鱼雷罐车；控制；程序设计The torpedo tanker in 80 t converter tilting frequency conversion control systemAbstractAlong with the development of the digital era
3、and the continuous innovation, industrial production has entered the era of automation, microprocessor based industrial control devices, programmable controller, hereinafter referred to as PLC, with its high reliability, strong adaptability, flexible application, simple maintenance and so on charact
4、eristics, is widely used in each big business enterprise of iron and steel and machinery manufacturing, etc. Various kinds of production process automation control system.This design is mainly aimed at the torpedo tanker tilting frequency conversion control system in the process of production, in th
5、e process of molten iron transport, because of the old production process needs a lot of human labor, and in the process of the tilting appear tanks leak carelessly a bit, cause unnecessary economic loss or personal injury. Tanks, therefore, this design is to control the process of tilting control m
6、anual and automatic conversion, and the entire process in the process of tilting, safety performance of the overall planning, according to the needs of the production process, on a dry pump, exhaust valve, cooling fan of control, realize the automation of production process control, improved the sec
7、urity and reliability of the system as a whole.Key words: PLC ; Torpedoes tanker; control ; programming目录摘要IAbstractII目录III第一章 绪论111.2 鱼雷罐车实现倾翻所需的主要部件11.3 论文的系统论述及主要内容21.4 本章小结3第二章 可编程控制器（PLC）及变频器简介42.1 可编程控制器（PLC）概述42.1.1 可编程控制器（PLC）的基本结构42.1.2 可编程控制器（PLC）的分类52.1.3 可编程控制器（PLC）的功能特点62.1.4 可编程控制器（PLC
8、）的应用72.2 变频器简介82.2.1 变频器的分类82.2.2 变频器的工作原理82.2.3 变频器的控制方式92.2.4 变频器连接的其他硬件配置的作用102.3 本章小结11第三章 系统硬件电路123.1 系统硬件设计123.1.1 系统的工作原理123.1.2 主电路的设计133.1.3 干油泵电机的设计163.1.4 冷却电机的设计173.1.5 排烟除尘电机的设计183.2 设计中相关器件的选型及管脚的分配193.2.1 硬件电路的选型193.2.2 CPU管脚的分配203.3 PLC外部接线设计图233.4 本章小结25第四章 软件设计264.1 系统程序设计思路264.2 系
9、统的程序设计方法264.2.1 经验设计法274.2.2 逻辑设计法274.2.3 顺序设计法27 系统的程序设计流程图27 主程序控制流程图28 子程序控制流程图284.4 系统部分程序分析294.5 本章小结39第五章 变频倾翻控制系统的程序运行调试405.1 变频倾翻控制系统的系统软件405.1.1 系统管理程序405.1.2 用户指令解释程序405.1.3 标准程序模块和系统调用405.2 变频倾翻控制系统中PLC的工作方式405.2.1 PLC的工作方式405.2.2 可编程控制器的控制流程图415.3 变频倾翻控制系统中PLC的程序下载425.3.1 PLC程序的模拟调试425.3
10、.2 PLC程序的下载425.4 变频倾翻控制系统中PLC的工作过程435.4.1 输入采样阶段43 程序执行阶段43 输出刷新阶段435.5 本章小结43总结44参考文献45致谢47附录A48附录B50 第一章 绪论随着时代的发展，钢铁企业的日益兴盛，很多厂家对钢铁的发展越来越高度的重视，无论是刚才的质量还是钢铁的生产，在钢铁的生产过程中，很久以前的那种手抖控制，以及不完善不符合规格的设施，均已被取代，随之而来的就是我今天所设计的一部分，即80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统，我所做的这个系统，是铁水从铁厂运送到钢厂过程中的一部分，在钢铁的领域中，铁水的运输是炼钢的主要过程之一，当然我做的只是
11、铁水运输中的一部分，即铁水从铁厂运到钢厂之后，铁水在倾翻过程中的控制。在我这个系统中，我一共设计三个部分，一部分是当80t转炉鱼雷罐车发生事故的时候我们可以通过手动控制，也就是80t转炉鱼雷馆陈直接启动控制，第二部分就是80t转炉鱼雷罐车在倾翻启动过程中的室内和室外控制两个方面，大大改善了传统设计中的弊端。1.2 鱼雷罐车实现倾翻所需的主要部件在本次的80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统的设计中，首先要理解鱼雷罐车的定义，即鱼雷罐车是一种大型的铁水运输设备,具有热损失小,保温时间长,节约能源等优点,它还可以储存铁水,以协调炼铁与炼钢临时出现的不平衡状态,同时,可替代炼钢的混铁炉和普通的铁水罐车,
12、也可在铁水运输过程中完成脱硫、脱磷等操作工序。80t转炉鱼雷罐车的倾翻控制包括手动和自动两种方式，在自动倾翻过程中我们需要通过PLC来控制变频器，再通过变频器来实现倾翻变频启动，那么在这里我们就看见有两个器件是鱼雷罐车倾翻启动必不可少的，即PLC和变频器。在本次的设计中我选用的PLC是西门子S7-200的，其CPU的选择为型号为CPU226的，扩展模块为EM223中32点数字输入、32点数字输出的模块。对于PLC的具体情况我们在论文的后续中会详细写道，在此就介绍到这里。刚才说道的除了PLC外还有一个重要的器件即变频器，由于铁水包的转动惯量较大，并且具有一定位能负载的负荷，所以变频器要具有较高启
13、动转矩和过负荷能力，为了提高过负荷能力并实现对转矩的快速调节，采用矢量控制方式的西门子SMOVERT MASTERDRIVERS系列变频器，型号为：6SE7031EE60，轻载负荷时，可配接37KW电机。在80t转炉鱼雷罐车倾翻启动时，我们需要检测可启动倾翻电机的条件，油位的高低，排烟阀是否打开，冷却风机是否打开。那么要实现80t转炉鱼雷罐车的倾翻就必须要有干油泵电机、冷却风机以及排烟阀电机。在80t转炉鱼雷罐车倾翻过程开始之前，要对鱼雷罐体轴承的油位进行检测，看其是否具备倾翻转动的要求，如果油位过低，就必须启动干油泵泵油，保证机械的正常运转；为了保护整个系统运作的过程中，防止电机或者变频器等
14、器件因为过热而烧坏所设计的系统，就必须需要一个器件，即冷却风机，通过冷却风机进行散热，它要在整个系统启动之前启动，并且在整个系统停止几分钟后才能停止；在80t转炉鱼雷罐车倾翻过程中，由于铁水的倾倒而产生大量的烟尘，所以在倾翻电机启动之前，必须要启动排烟阀电机。1.3 论文的系统论述及主要内容 80t转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统是铁水罐运输车的电器控制与监视系统中的一部分，钢铁厂高炉生产的铁水由火车运输到炼钢厂转炉车间再进行炼钢。80t转炉鱼雷罐车进行倾翻时有两种启动方式，一种是直接倾翻启动形式，另一种是变频倾翻启动形式，在变频启动时又有两种方式，一种是室内控制方式，另一种是室外控制方式。直接倾
15、翻启动适用于变频器发生故障以及变频器的维修。通常情况下均为倾翻变频启动，在倾翻变频启动中，在正常生产状况下，该系统的所有控制均为室内控制方式，但有时在调试、检测或者特殊情况下，要求操作能在鱼雷罐车车旁进行，那么就必须选用室外操作，转炉鱼雷罐车倾翻系统在在倾翻变频启动中的室外操作中是一种极为少数的情况，只有在转炉鱼雷罐车倾翻变频控制倾翻变频控制中室内操作不好用，或者是在变频器调试的过程中才会选择的室外操作，就是在转炉鱼雷罐车的机旁进行操作，通过变频器上的端子，进行控制，将事先编译好的程序输入到变频器中，再通过变频器进行相应的控制，变频器通过其上面的端子排，通过现场总线的调节以及相互的转化，信号之间的连接，是实现户外控制，转炉鱼雷罐车倾翻变频控制系统的室外控制用的时候非常少，在本次的毕业论文中，我们就不必要过得的介绍了，只是在相应的地方进行说明。 当出现电源供电电路问题时，或者是倾翻电机过载、冷却风机过载、干油泵过载、排烟阀门不能正常开启、再或者是反向倾翻触犯近远侧限位开关时，系统主动采取抱闸，本设计抱
