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4、的不断扩大和产量的提高，控制系统的处理量不断增大，以往人工现场控制手段己很难满足生产的要求，同时由于人工检测误差大，控制设备落后、安全性低，给整个系统的生产操作和管理带来了很大的困难。根据我国的水泥生产发展现状，本文以水泥工艺煤粉制备系统为研究对象，分析并设计了基于PLC的水泥工艺煤磨段自动控制系统。本文介绍了我国的水泥煤粉制备自动化现状和水泥工艺煤磨段的设备构成及工作原理，分析了煤磨段中需要控制和监视的对象，以球磨机负荷为控制对象，重点从上位系统和下位系统介绍了控制系统的设计过程。下位系统的设计通过对煤磨段的工作原理分析，确定系统的I/O点数，进行PLC的选型与硬件配置，绘制程序流程图，并完
5、成程序的编写；上位系统的设计通过WinCC进行变量的建立、人机监控画面的设计；并且详细介绍上位系统和下位系统的通讯和连接。论文最后对系统进行调试和运行，分析系统可实现的功能，并总结系统设计过程中的主要工作内容。关键词：煤磨段；PLC；自动控制；WinCC；监控Design of Cement Process Coal Mill Period Automatic Control System Based on PLCDesign DescriptionCoal preparation in industrial production has an important role, is widel
6、y used in metallurgy, mining, the electric power, the cement industry, etc. Traditional pulverized coal preparation control system, have less control points, by artificial measurement, manual operation characteristics, such as the production scale to expand and increase yield, the control system of
7、the productivity increase, and the control methods have artificially before it is difficult to meet the requirements of production, and because the artificial error detection, control equipment backward, safety is low, to the whole system of production operations and management brought great difficu
8、lties. According to Chinas cement production development present situation, this paper in cement process coal preparation system as the research object, the analysis and design of process based on PLC cement grinding coal for automatic control system. This paper introduces the preparation of pulveri
9、zed coal in China cement status and cement process automation coal mill equipment for components and working principle and the analysis of the coal mill paragraph need to control and monitoring of the object, by the ball mill load is the object of control. Focus from upper system and a system introd
10、uced the design of the control system of process. The design of the system through the position of coal mill segment of the working principle analysis, confirmed the system I/O points, the selection of the PLC hardware configuration, draw the program flow chart, and completed the writing of the prog
11、ram. The upper the design of the system through the establishment of the variable WinCC, man-machine monitoring menu design. Detailed introduces the upper system and a system of communication and links. Final paper on the system commissioning and operation, this paper analyzes the system can realize
12、 the function, and summarizes the system in the process of design work. Key Words: cement craft coal rubs；PLC；automatic control；WinCC；monitor目录1 绪论11.1项目背景、意义11.2煤粉制备控制系统的现状11.3论文设计内容22 PLC和HMI基础及应用42.1可编程控制器基础42.1.1 PLC简介42.1.2西门子S7-300 PLC42.2.3 PLC在水泥自动化的应用62.3 人机界面基础72.3.1 WinCC概述72.3.2 WinCC的组态
13、及应用83 控制系统总体设计93.1煤磨段的工艺流程103.2煤磨段系统的控制要求113.3煤磨段中球磨机负荷的控制要求123.4煤磨段自动控制系统的总体设计123.5控制系统各部分功能134 现场PLC控制站设计154.1系统中I/O点数的选取154.2 S7-300 PLC的选型与硬件配置224.2.1 STEP7简单介绍224.2.2 PLC型号的选择254.3 PLC控制器的设计304.3.1 基于PLC的闭环控制系统PID算法304.3.2 PID控制及参数整定304.4主程序的编写314.4.1地址分配314.4.2程序流程图设计314.4.3程序的仿真315 上位WINCC监控站
14、设计395.1人机界面（HMI）设计395.2变量设置436 系统调试及分析496.1上下位的连接与调试496.2控制回路的运行616.3运行结果分析647 总结667.1论文的主要工作667.2进一步的研究工作66致谢67参考文献68附录691 绪论1.1项目背景、意义水泥是建筑工程中最为重要的建筑材料之一，水泥的问世对工程建设起到了巨大的推动作用，引起了工程设计、施工技术、新材料开发等领域的巨大变革。水泥不仅大量用于工业与民用建筑中，而且广泛用于交通、水利、海港、矿山等工程，几乎任何种类、规模的工程都离不开水泥1。近年来，在新建或改建的新型干法窑水泥生产线中，自动化新技术、新装备得到了广泛
15、应用，对保证产品的质量，降低消耗，提高劳动生产率起到了重要作用。但全国现有的8000多家水泥企业，大中型企业不足400家，立窑水泥产量占81，优质回转窑水泥产量不足19，大部分水泥企业，特别是小立窑厂生产设备落后，自动化控制水平低，能源消耗高2。随着水泥工艺的技术进步，自动化的重要性日益凸现，而自动化技术与装备的不断发展，为水泥生产新工艺的推广应用和完善创造了条件。因此，自动化与工艺技术是相辅相成的，它为提高产品的产质量、设备运转率和劳动生产率，降低能耗、劳动强度，实现科学管理等提供保障，使企业综合技术经济指标达到最佳。因此，水泥作为现阶段建筑工程中的主要建筑材料，其自动化水平的发展和进步具有重要意义。1.2煤粉制备控制系统的现状我国水泥工业自动化的发展大致经过了这样几个阶段:上世纪70年代以前，以人工作业为主，只有简单的生产过程控制，如常规的一次仪表、二次仪表以及各种继电器、保护装置等。上世纪80年代初，水泥工业自动化水平有所提高，我国引进了新型干法水泥生产线以及自行开发设计的ZOO0t/d新型干法预分解水泥生产线，其生产过程采用集中控制方式，从而大大提高了水泥生产线的自动化水平。80年代中期，我国水泥工业自动化又有了更大的发展，开始引进并应用集散型控制系统(DCS)。90年代中后期，DCS系统的控制范围从水泥生产线的主工艺流程扩展到整个水泥生产线上的有车间
