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基于PROFIBUS和MODBUS的高炉渣粒化传动监控系统设计

作　者: 赵德琦
导　师: 田海
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 控制工程
关键词: PB-M网桥高炉水冲渣传动监控系统 Profibus协议 Modbus RTU协议
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在当前钢铁工业生产过程中，高炉炼铁所产生的高炉渣消耗的能源比例在所有钢铁工业能耗中大概占到了百分之六十。高炉渣中所富含的大量硅酸盐类的元素决定了高炉渣在与冷却水混合的过程中，会形成一种无定形体的状态。而这种状态与建筑用的水泥搀和黄沙十分类似。所以，经过处理过后的高炉渣可以作为水泥的掺合料回收利用。因此，对于回收利用高炉渣方法的研究十分重要。水淬法是对高炉渣回收处理的主要方法。本文以包钢炼铁高炉水冲渣传动系统的改造工作为背景，原生产线采用传统的集中控制系统。采用MODICON PLC作为主控制器。原系统主要存在以下问题：现场的传动设备、传感器与PLC之间仍然是采用I/O硬线连接。电缆数量多，信号在传送过程中的干扰问题很突出。整条生产线仅由一个PLC控制，无监控系统，生产效率低。在本次设计中，针对以上问题做出如下改进：采用现场总线技术对于原系统进行改造，利用Profibus-DP总线技术和Modbus总线技术对系统中的传动设备进行控制，使整个传动系统构成一个网络；在本次设计中采用Profibus-Modbus网桥，网桥在系统中使支持Profibus协议的设备与支持Modbus RTU协议的设备之间进行通讯协议转换的作用，实现支持不同通讯协议的设备之间能够进行数据通信，并且给出了设计方法；加入监控系统WinCC的设计，通过监控软件WinCC能够实时对现场传动设备的过程数据进行采集，及时的处理报警信息。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
引言  9-10
1 绪论  10-13
  1.1 高炉渣处理技术研究背景  10-11
    1.1.1 国内外高炉渣处理工艺现状  10
    1.1.2 高炉渣处理技术的发展趋势  10-11
  1.2 课题来源及研究意义  11-12
  1.3 本论文主要研究内容  12-13
2 现场总线技术在原系统中的应用  13-22
  2.1 工艺流程介绍  13-14
  2.2 改造方案设计  14
    2.2.1 现场总线及组态软件技术的应用  14
  2.3 系统的控制结构设计  14-16
    2.3.1 控制方案简介  14-15
    2.3.2 控制过程及目的简介  15-16
  2.4 Profibus 现场总线技术概述  16-19
    2.4.1 现场总线概述  16-17
    2.4.2 Profibus-DP 技术  17-19
  2.5 Modbus 现场总线技术概述  19-22
    2.5.1 Modbus 的数据传输  19-20
    2.5.2 Modbus 的两种串行传输模式  20
    2.5.3 Modbus 信息帧  20-22
3 S7-3 00 PLC 控制系统的整体设计  22-47
  3.1 硬件选型  22-25
    3.1.1 PLC 的机型选择  22-23
    3.1.2 变频器及其他传动设备的选型  23-25
  3.2 系统硬件组态  25-28
    3.2.1 编程软件 STEP7 的简介  25-27
    3.2.2 主从通信的硬件组态  27-28
  3.3 系统控制程序设计  28-37
    3.3.1 转鼓主电机控制程序设计  29-32
    3.3.2 粒化泵/倒渣泵电机控制程序设计  32-36
    3.3.3 冷却泵/转鼓辅电机控制程序设计  36-37
    3.3.4 各种电机保护器控制电机的控制程序设计  37
  3.4 系统通讯程序设计  37-47
    3.4.1 Profibus-DP 网络结构  37-38
    3.4.2 S7-300 PLC 与 MM440 变频器的通信  38-43
    3.4.3 PB-M 网桥的通信程序设计  43-47
4 WinCC 组态监控设计  47-56
  4.1 WinCC 组态软件的简介  47-48
  4.2 监控界面的设计  48-56
    4.2.1 登录界面的设计  48-50
    4.2.2 总体流程图界面的设计  50
    4.2.3 变频监控界面的设计  50-51
    4.2.4 软启动器监控界面的设计  51-52
    4.2.5 电机保护器监控界面的设计  52-53
    4.2.6 PID 调节操作界面  53-54
    4.2.7 过程值归档  54
    4.2.8 报警系统  54-56
结论  56-57
参考文献  57-59
附录A 部分程序  59-70
在学研究成果  70-71
致谢  71

基于PROFIBUS和MODBUS的高炉渣粒化传动监控系统设计

内容摘要

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