基于PLC的磨矿控制系统设计.doc

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1、附表三江西理工大学 机电工程 学院 09 届学生毕业设计（论文）选题、审题表学生姓名、学号选题教师姓 名于仲安所 在 专 业电气工程及其自动化专业技术职 务正高副高中级申报课题名称基于PLC的磨矿控制系统设计本课题近四年本专业选用情况课题性质ABCDE课题来源ABCDE课题简介本设计结合磨矿过程的工艺特点，介绍S7-300系列PLC应用于磨矿分级过程控制系统的实现技术、系统机构、PLC硬件配置、软件设计等。磨矿过程是选矿生产的关键环节，将自动化技术、计算机技术和网络通信技术应用于磨矿过程的自动控制，可以稳定分级溢流粒度，提高磨矿效率，节能降耗，实现管控一体化，提高磨矿分级的产品质量和企业的经济

2、效益。设计(论文)要 求（包括应具备的条件）本设计结合磨矿过程的工艺特点，选取S7-300为控制核心进行系统设计，设计基于PLC的磨矿分级控制系统。通过S7-300的硬件配置及编程处理，使设计的系统控制实现对磨矿分级的控制，即对4路磨机系统的给矿量的控制、给水量的控制、磨机内浓度的控制、系统启/停控制、系统自动控制/手动控制切换及系统报警功能等。课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难一般易教研室审定意见： 负责人(签名)： 年 月 日注：1该表为毕业生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，教研室讨论、负责人签名后生效;2 有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“”；

3、3 课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。4 各学院可根据具体情况自拟表格。填 表 说 明1该表的填写只针对1名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由2名及2名以上同学选择，则所申报课题的专题部分应予区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏中加以体现，以确保一人一题。2“课题性质”一栏：理工类： 经管文法类：A工业（工程）设计、； A理论研究；B工程技术研究； B调查报告；C理论（应用）研究； C综述；D软件开发； D其他；E其他；3“课题来源”一栏：A结合指导教师的科研课题；B结合指导教师收集的生产实际或工程设计课题；C结合课程或实验室建设课题；

4、D结合国家现代化建设课题；E自拟课题。4“课题简介”一栏：主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、意义。5“设计（论文）要求（包括应具备的条件）”一栏：主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事该课题必须应具备的基本条件(如仪器设备、场地、文献资料等)。 6“本课题近四年本专业选用情况”一栏：为确保毕业设计（论文）题目的创新性，避免和前些年毕业设计（论文）题目雷同，选题时必须加以说明。江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计（论文）任 务 书机电工程学院 电气工程及其自动化专业 2005级（2009届）班 学生题 目：基于PLC的磨矿控制系统设计专题题目（若无专题则不填）：原始依据(包括设

5、计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：随着电子技术和计算机技术的发展，编程序逻辑控制器Programmable Logic Controller（PLC）的功能越来越强大。PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 PLC加上上位机是随着PLC和计算机技术的发展及工业自动化系统的控制要求而产生的一种方案，费用较低，开发周期短，功能组织灵活，扩展性好。运行人员通过上位机的监控画面监视和操作仪器，易于管理，非常适合组织中小型网络。因此，在我国基于西门子系列PLC的控制

6、系统应用广泛。磨矿分级是选矿厂作业中的重要流程，是一个惯性大、纯时滞长、非线性的时变系统。在选矿行业中，磨矿分级过程直接影响到选矿的各项经济技术指标高低和经济效益的好坏，对磨矿分级实施自动控制可以稳定分级溢流粒度，满足选矿工艺，提高精矿品位，同时还可提高磨机的原矿台时处理量，为下道工序作业提供有利的条件。本设计结合磨矿过程的工艺特点及其要求，介绍S7-300系列PLC应用于磨矿分级过程控制系统的实现技术、系统机构、PLC硬件配置、软件设计等。磨矿过程是选矿生产的关键环节，将自动化技术、计算机技术和网络通信技术应用于磨矿过程的自动控制，可以提高磨矿效率，节能降耗，实现管控一体化，提高磨矿分级的产

7、品质量和企业的经济效益。主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：本设计结合磨矿过程的工艺特点，介绍S7-300系列PLC应用于磨矿分级过程控制系统的实现技术、系统机构、PLC硬件配置、软件设计等。磨矿过程是选矿生产的关键环节，将自动化技术、计算机技术和网络通信技术应用于磨矿过程的自动控制，可以稳定分级溢流粒度，提高磨矿效率，节能降耗，实现管控一体化，提高磨矿分级的产品质量和企业的经济效益。工艺要求棒磨机的日处理能力为12T/H矿量，转速为3035转/分。将20mm的原矿送入磨机给矿斗后，配水送入磨机磨矿。目的是达到合适的给矿浓度为53，并

8、且分级后，小于0.074mm粒级的进入溢流，大于1.17mm粒级进入磨机返砂，中间产品进入下道工序进行选别。本设计选取S7-300为控制核心进行系统设计，设计基于PLC的磨矿分级控制系统。通过S7-300的硬件配置及编程处理，使设计的系统控制实现对4路磨机系统的给矿量的控制、给水量的控制、磨机内浓度的控制、系统启/停控制、系统自动控制/手动控制切换及系统报警功能等。日程安排：2009年3月16日至2009年3月22日 查阅相关资料，了解磨矿分级工艺，PLC工作原理、现状以及发展。2009年3月23日至2009年3月29日 确定设计系统的检测量，画出磨矿分级系统测控点分布图，拟定设计提纲，并制定

9、好设计进度。2009年3月30日至2009年5月4日 完成方案的初步设计，硬件的选择，软件程序的编写。2009年5月5日至2009年5月25日 整理修改初稿，做出完整的设计报告。2009年5月26日至2009年6月10日 准备答辩。主要参考文献和书目：1 张运刚 宋小春 郭武强.从入门到精通西门子S7-300/400PLC技术与应用.人民邮电出版社.2007年8月2 何晓峰 陈夕松.西门子S7-300PLC在磨矿控制系统中应用.自动化技术与应用.2005年3 周洪亮.西门子PLC在磨矿自动控制中的应用.科技信息职教论坛.2008年4 俞国庆 王文田 苏宁.PLC控制系统在磨矿分级中的应用.中国

10、矿山工程.2007年4月5 邹金慧 黄宋魏 许江淳.基于PLC的磨矿分级智能控制系统.自动化仪表.2007年11月6 于仲安 王柏坚.磨矿分级过程计算机控制系统.工矿自动化.2007年8月7 朱益飞.PLC的发展及其应用.封面报道电气时代.2008年8 米红艳.PLC系统的应用与发展.洁净煤技术.2005年11月9 纪斌.磨矿分级自动控制系统技术应用研究及推广.中国铝业.2004年2月10 邓高寿 潘宏侠.PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展.机械管理开发.2006年6月指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日教学院长签字： 年 月 日注：1、本表可自主延伸，各专业根据需调整

11、 2、本表一式两份，一份下达给学生，一份装订在指导教师日志中。江 西 理 工 大 学本科毕业设计（论文）开题报告（综述）机电工程学院 电气工程及其自动化专业 2005级（2009届）班 学生题 目：基于PLC的磨矿控制系统设计本课题来源及研究现状：1969年，基于集成电路和电子技术的控制装置的出现，使得电气控制功能实现程序化。这就是第一代可编程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC），90年代后定名为可编程序逻辑控制器Programmable Logic Controller（PLC）。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能越来越强大。PLC在处理模拟量

12、能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 目前我国过程控制系统多采用集散控制系统、现场总线控制系统和可编程控制器控制系统。PLC加上上位机是随着PLC和计算机技术的发展及工业自动化系统的控制要求而产生的一种方案，费用较低，开发周期短，功能组织灵活，扩展性好。运行人员通过上位机的监控画面监视和操作仪器，易于管理，非常适合组织中小型网络。因此，在我国基于西门子系列PLC的控制系统应用广泛。磨矿分级是选矿厂作业中的重要流程，是一个惯性大、纯时滞长、非线性的时变系统。在选矿行业中，磨矿分级过程直接影

13、响到选矿的各项经济技术指标高低和经济效益的好坏，对磨矿分级实施自动控制可以稳定分级溢流粒度，满足选矿工艺，提高精矿品位，同时还可提高磨机的原矿台时处理量，为下道工序作业提供有利的条件。本设计结合磨矿过程的工艺特点及其要求（给矿浓度53，分级后小于0.074mm粒级进入溢流，大于1.17mm粒级进入磨机返砂，中间产品进入下道工序进行选别），介绍S7-300系列PLC应用于磨矿分级过程控制系统的实现技术、系统机构、PLC硬件配置、软件设计等。磨矿过程是选矿生产的关键环节，将自动化技术、计算机技术和网络通信技术应用于磨矿过程的自动控制，可以提高磨矿效率，节能降耗，实现管控一体化，提高磨矿分级的产品质

14、量和企业的经济效益。课题研究目标、内容、方法和手段：本设计结合磨矿过程的工艺特点，介绍S7-300系列PLC应用于磨矿分级过程控制系统的实现技术、系统机构、PLC硬件配置、软件设计等。磨矿过程是选矿生产的关键环节，将自动化技术、计算机技术和网络通信技术应用于磨矿过程的自动控制，可以稳定分级溢流粒度，提高磨矿效率，节能降耗，实现管控一体化，提高磨矿分级的产品质量和企业的经济效益。工艺要求棒磨机的日处理能力为12T/H矿量，转速为3035转/分。将20mm的原矿送入磨机给矿斗后，配水送入磨机磨矿。目的是达到合适的给矿浓度为53，并且分级后，小于0.074mm粒级的进入溢流，大于1.17mm粒级进入

15、磨机返砂，中间产品进入下道工序进行选别。本设计选取S7-300为控制核心进行系统设计，设计基于PLC的磨矿分级控制系统。通过S7-300的硬件配置及编程处理，使设计的系统控制实现对4路磨机系统的给矿量的控制、给水量的控制、磨机内浓度的控制、系统启/停控制、系统自动控制/手动控制切换及系统报警功能等。设计（论文）提纲及进度安排：设计提纲：第一章 PLC系统的应用及其发展1.1 PLC的来源及其发展现状1.2 PLC的分类及其特点1.3 PLC的发展前景第二章 磨矿工艺及控制要求2.1 磨矿工艺简介2.1.1 磨矿分级工艺流程2.1.2 影响磨矿技术效率的主要因素 2.2 系统的设计要求2.2.1

16、 磨机系统2.2.2 磨机系统控制要求第三章 控制系统的硬件设计3.1 S7-300的结构及其功能特点3.2 磨机控制系统分析及PLC硬件配置 3.2.1 磨机控制系统测控点分布图3.2.2 PLC硬件配置3.2.3 系统配置的结构框图3.3 S7-300的项目创建及配置过程3.4 检测装置和执行机构的选择 3.4.1 检测装置传感器 3.4.1.1 USD超声波污泥浓度计 3.4.1.2 TOSHIBA-TIG系列电磁流量计 3.4.1.3 TDG-5QZ系列调速定量给料皮带秤 3.4.1.4 各类传感器的性能指标 3.4.2 执行机构电磁阀3.5 检测装置与执行机构的型号确定第四章 控制系

17、统的软件设计4.1 模拟信号与电信号的转换 4.1.1 浓度的检测 4.1.1.1 返砂浓度检测 4.1.1.2 磨机内浓度检测 4.1.2 流量检测 4.1.2.1 返砂流量检测 4.1.2.2 给水流量检测 4.1.3 给矿量检测 4.1.4 皮带秤变频调速4.2 磨机内浓度控制 4.3 软件编程第五章 结束语参考文献进度安排：2009年3月16日至2009年3月22日 查阅相关资料，了解磨矿分级工艺，PLC工作原理、现状以及发展。2009年3月23日至2009年3月29日 确定设计系统的检测量，画出磨矿分级系统测控点分布图，拟定设计提纲，并制定好设计进度。2009年3月30日至2009年

18、5月4日 完成方案的初步设计，硬件的选择，软件程序的编写。2009年5月5日至2009年5月25日 整理修改初稿，做出完整的设计报告。2009年5月26日至2009年6月10日 准备答辩。主要参考文献和书目：1 张运刚 宋小春 郭武强.从入门到精通西门子S7-300/400PLC技术与应用.人民邮电出版社.2007年8月2 何晓峰 陈夕松.西门子S7-300PLC在磨矿控制系统中应用.自动化技术与应用.2005年3 周洪亮.西门子PLC在磨矿自动控制中的应用.科技信息职教论坛.2008年4 俞国庆 王文田 苏宁.PLC控制系统在磨矿分级中的应用.中国矿山工程.2007年4月5 邹金慧 黄宋魏 许江淳.基于PLC的磨矿分级智能控制系统.自动化仪表.2007年11月6 于仲安 王柏坚.磨矿分级过程计算机控制系统.工矿自动化.2007年8月7 朱益飞.PLC的发展及其应用.封面报道电气时代.2008年8 米红艳.PLC系统的应用与发展.洁净煤技术.2005年11月9 纪斌.磨矿分级自动控制系统技术应用研究及推广.中国铝业.2004年2月10 邓高寿 潘宏侠.PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展.机械管理开发.2006年6月指导教师审核意见：教研室主任签字： 年 月 日16注：本表可自主延伸