台车式退火炉监控系统设计

1、第IV页辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）台车式退火炉监控系统设计摘 要 在铸钢件的生产工艺流程中，热处理是提高铸钢件产品质量的一道重要工序，而退火炉是现今铸业领域热处理环节中使用最广泛的设备，对退火炉的正火、退火、回火温度曲线控制的精度成为各大铸业厂家的首要竞争力。本设计为8m×5m×4m台车式退火炉的监控系统设计，通过运用视窗控制中心（WinCC）根据风压变送器、煤气压力/流量变送器、炉压变送器、热电偶反馈的数据并搭载天然气、空气流量调节回路、炉膛压力调节回路对风压，煤气压力阀门开关实现远程控制，同时实现退火炉的系统自动检查、工艺参数设置、系统监控及超限报警、炉温记录、

2、统计分析等功能。从而达到系统稳定性高、现场数据可视化同时在工艺上达到温控精度达到±5,控制效果理想，充分满足控制要求。关键词：退火炉;阀门控制;WinCC;报警Abstract 窗体顶端In the production process in steel casting, heat treatment is an important process to improve the quality of steel products, and the annealing furnace heat treatment casting industry is now part of the

3、field of the most widely used devices for annealing furnace normalizing, annealing, back fire temperature profile control precision casting industry to become the major manufacturers of primary competitive. The design for the 8m × 5m × 4m station car type annealing furnace control system d

4、esign by using Windows Control Center (WinCC) according to the pressure transmitter, gas pressure / flow transmitter, the furnace pressure transmitter, thermocouple feedback the data and carrying natural gas, air flow control loop, chamber pressure control circuit for air pressure, gas pressure valv

5、e switch for remote control, while achieving annealing furnace system automatically checks, process parameters, system monitoring and limit alarm, temperature record , statistical analysis and other functions. So as to achieve high system stability, data visualization field while achieving precision

6、 temperature control on the process to achieve ± 5 , fully meet the control requirements.窗体底端In the production process of cast steel, heat treatment is an important process for improving steel castings product quality and heat treatment annealing furnace is now casting devices most widely used

7、in the link, control precision for annealing normalizing, annealing, tempering temperature is casting factory's first competitiveness. This design for 8mx5mx4m Taiwan car type back stove of monitoring system design, through using Windows Control Center (WinCC) according to wind pressure variable

8、 sent device, and gas pressure/flow variable sent device, and furnace pressure variable sent device, and thermocouple feedback of data and carrying gas, and air flow regulation loop, and furnace pressure regulation loop on wind pressure, gas pressure valve switch achieved remote control, while achie

9、ved back stove of system automatically check, and process parameter set, and system monitoring and the super limited alarm, and temperature records, and Statistics analysis, function. So as to achieve the system stability, data visualization, and in the process reach temperature accuracy ± 5 to

10、 meet control requirements.Key Words: Annealing furnace；Valve control；WinCC；Alarm目 录1绪论11.1研究背景11.2研究方向21.3脉冲式燃烧技术22系统设计及其主要参数42.1本设计的主要工作42.2退火炉主要参数42.2.1技术性能参数42.22技术操作参数63系统结构分析及其调试73.1系统主要模块接线图73.2系统调试方法83.2.1冷调试83.2.2热调试93.2.3烘炉93.3控制过程分析104 WinCC界面建立124.1 WinCC7.0 SP3简要介绍124.2 Wincc7.0 SP3版本安装

11、124.3 WinCC组态软件的使用144.4上位机WinCC界面164.4.1 界面布局164.4.2界面操作184.5 WinCC对象动作设置234.5.1 颜色设置234.6监控系统仿真24结 论26致 谢27参考文献28第 28 页辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）1 绪论1.1 研究背景 退火炉作为现今铸造生产领域首要设备，是生产制造过程中无可替代的环节,直接关乎产品的的各个方面。而退火炉的非手动控制使用度正是改进生产速度、产品合格率和如何合理利用能源的主要手段。二十世纪70年代国外开始对退火炉非手动控制领域展开探索，经过数年时间，随着多媒体水平和智能控制理论的提升，退火炉非手动控制

12、技术的使用范围日渐扩大，操作水平显著上升，获得了很多技术上的革新与突破。 随着多媒体时代的到来，逐渐向微型处理器方向拓展，曾经的PID控制慢慢增进的同时，现代化的控制方式也随之增多。时至今日，已经开发出一整套新型多媒体控制技术，并且在繁琐的工业制造中得到完美的使用，因为推翻了传统理论的束缚，采用了新的仿真模式，滚动优化和多方向预测等新的温控想法，取得很多全新的运行信息，从而让温控准确度大幅度增加1。就像美国在退火炉多媒体控温中采用模拟量事先预测来提高最终的准确度，在当中率先提到模拟量的不定性改变，当煤气压力不稳定时，煤气通道上的电动阀的打开角度仅管是百分之百,煤气压力仍无法满足设定量

13、时会产生很多干扰影响温控效果因素，于是在模拟时将煤气通道中压力视为能被测定的模拟量来使用，并且将现场不定的声音干扰纳入参考范围，退火炉可用一个带可测煤气压力干扰，有控制项的自由回归滑动平均模型来描述，当采样周期为60s，得到一个有纯滞后的一阶惯性的数字模型。对退火炉利用广义预测极点配置加权控制器计算机控制2。二十世纪80年代以后，中国对退火炉的应用展开深度探索，由于多媒体应用的日渐成熟，退火炉自动温控逐步开展到具体化领域。时至今日中国退火炉温控模块采用世界领先的温控设备，随着HMI、PLC和集散系统等温控系统的开发，逐渐与曾经繁杂的继电器、指针式仪器产生替换。无论是可编程控制器还是DCS，这些

14、应用编程方式都朝着便利化发展，通过LAD梯形图，即便是非本专业从事人员也可独立实现，同时不但能单独完成，而且通过以太网连接，与互联网交换3。采用新的控制方法对传统的负反馈、单一PID控制系统做了多种补充从而使控制性能更佳。例如曾经的温控模块，热处理和空气的联系通常是搭配调整实现，因此耗材与空气配比回路的灵敏度通常非同步，耗材的温度值的非可控性及烧嘴性能的改变，这种调节比例度掌握困难。尤其对铸钢件燃烧过程中产生改变的状况下，更不能满足合理的调节。1.2 研究方向 退火炉主要是燃烧和热处理相互产生物理化学变化，就单单燃烧来讲，如何能在不同的情况中，比如处于燃烧材料变化的制造中，随时使燃烧处于稳定的

15、方法。因为退火炉的使用流程很多情况都能被看作是繁杂的生产，利用非手动温控模块完成整体的制造温控工作，要求温度必须稳定调节4。处于热处理进行时，铸钢件处于炉内每一时刻温度都是非可控的，所以需要温控模块对每一时刻炉内温度都能预先设置。退火炉多媒体温控满足生产要求与否，通过由以下各性能参数体现：1 温度控制精度：铸钢及其周边产品的热处理方式主要根据设定值进行控温的原理，制造方式对温控精度要求十分严格。2 铸钢的均匀受热：退火处理必须维持炉内平稳的温度和温控准确性，避免铸钢受热分布不平衡产生脱碳、氧化和结炭黑。3 冷却控制是否合理：使铸钢温度维持稳定，然后利用降温方式让铸钢球化，此时就要求温度控制效果

16、跟随每段温度产生改变。4 节能要求：在满足生产工艺的同时，如何更完美的利用原材料，避免原材料的过多浪费，避免污染环境，改善制造成本，同样是工业设计需要纳入考量的因素。5 工艺性能：处于退火中的铸钢件必须经过退火工艺让铸钢达到生产需要，单单就铸钢件介绍，通常用硬度的强弱衡量铸钢件的性能，所以必须进行热处理，使铸钢件具有较好的硬度及耐磨性。1.3 脉冲式燃烧技术铸钢件进行热处理的原因是清除铸钢件轧制后的内部应力以及改变铸钢化学结构，退火炉的热处理性能以及温度控制精度，让铸钢的产品性能有许多改变。通过对台车式退火炉的烟气变化的研究，发现烟气在退火炉内部的流动快慢对炉温的上升和退火工艺有非常高的影响，

17、通过达到烟气的循环利用可降低成本，本专业人员逐渐对烧嘴的模式和点火方式进行改善，并且对炉内热传递模块进行了研究，从中获得很多收获。烟气是带热载体，烟气对铸钢的加热，一方面是由于烟气对钢的辐射、对流传热实现，另一方面则是通过加热炉壁、炉顶，进而由炉墙加热钢来实现。不难看出，不管是铸钢件受热，炉壁温度改变，热传递都起到举足轻重的作用。尤其处于稳定控温，炉内外材料是定制的状况下，辐射传热往往被看成是不变量，并且热传递因为气流速度变快同时变快，这也是炉型结构设计改变的首要原因。烟气使铸钢件的受热往往依靠烟气加热铸钢和炉壁来完成。增快炉内烟气的流动速度，不但能增快铸钢的受热速度，同时能优化炉壁对铸钢的温

18、度提升效果，对改善退火炉的温度提升效率有明显影响。烟气在炉内扩散平衡，同时能让炉内温度保持平衡，改善铸钢的退火效果。台车式退火炉工艺保持连续循环，其中可分为正火、退火和淬火，因为此种情况就要求能快速地更改燃料补给量来达到温控需求5。在脉冲点火方式中，温度的控制能力是根据改变每个烧嘴点火的使用度和每个烧嘴点火时间的长短来完成对产品的热处理。脉冲点火方法是把以往的持续点火方法变化为时通时断，所以信号仅剩两项：一种在预先设定的完美燃烧情况下工作；二种在烧嘴仅仅维持本身不灭的小火。脉冲燃烧控制结构简单，以脉动开关量、周期占空比、时间PID的方式在实现温控。烧嘴采用大、小火两位控制，大火以最热负荷或自由

19、选定量使燃烧状态最佳，小火为常明火，烧嘴火焰维持不灭。炉内各区温度由烧嘴交替进行大、小活周期和燃烧比变化的频率来控制。与运用传统方式作对比，使用脉冲控制，互相面对的烧嘴执行效果刚好不一致，其中一个烧嘴打开方式为大火，对立的的烧嘴打开方式应为小火，产品的加热效果十分稳定，温度控制精度也大幅度改善6。2 系统设计及其主要参数2.1 本设计的主要工作本设计以辽宁福安铸业有限公司8m×5m×4m台车式升降炉门退火炉监控系统设计为背景，首先针对退火炉工艺控制要求做出详细说明，以及简要介绍辽宁福安铸业有限公司8m×5m×4m台车式升降炉门退火炉控制系统的实际工作情况

20、和控温要求。其中根据当场现场作业要求的切合需求，设计了基于Wincc7.0 SP3版本的上位机监控界面，满足工业生产对控制系统监控的各部分要求，便于现场操作人员对炉内温度情况进行了解，实现模拟量可视化，控温情况可视化，工艺流程可视化的现代化控制要求。因为退火炉工作现场充满粉尘，现场工作人员如果长时间在现场工作，对呼吸道有所影响，需要佩戴氧气面罩工作，并且生产车间光线较暗，查看数字仪表数据不方便，同时由于温控系统中有很多是模拟量，如压力、温度，流量等等，现场人员无法获得准确参数，启用WinCC画面后，上述问题可以完全解决，由于通过以太网实现远程操作，避免了就地工作的环境影响，同时减少了现场工作人

21、员人数，为公司节省了财政支出，并且避免现场检测数据时候的安全事故，保护了工作人员的切身安全，模拟量数据通过温度变送器、压力变送器、热电偶可以使数据数字化显示，便于查看炉内情况，可以及时调节烧嘴的工作状态。搭载WinCC画面后，控制更智能，控温更准确，数据反馈更及时，大幅度减少现场工作量，产品质量有明显提高，安全生产问题明显降低。2.2 退火炉主要参数2.2.1 技术性能参数表2.1 性能参数参数名称参数指标工作时间四班三倒，按每年306个工作日计算，年约工作时间7700小时，有效作业率达到百分之八十五最高温度10701100有效加热区炉温均匀性±8控制温度准确性0.03级（控制装置）

22、最大装炉量100t炉膛尺寸8m×5m×4m燃料及热值焦炉煤气 热值 Qd=4000Kcal/kg炉前调压稳压值6-10kpa炉前空气压力4kpa预热空气温度300焦炉煤气最大消耗量900Nm³/h空气最大消耗量5000Nm³/h最大烟气排放量6000Nm³/h升温速度120/h（可调），满载时，80/h降温速度1080/h（可调节）高速烧嘴数量8套高速烧嘴型号SIC200HB型（1000kw)燃烧方法大/小火点火高烧嘴位置两边墙下方（距炉台205m）温度控制热电偶炉膛两测镍铬-镍硅8支控温区8区（一控一）控温方式上位操作站监视控制、下位西门子S

23、7-300 PLC 直接控制空炉升温时间2.5h温度记录工件测温12点炉膛温度12点记录仪电力安装功率各100Kw炉内压力检测1点，设于炉后方控制系统西门子S7-300 PLC加HMI(操作站)的智能控制系统网络通讯工业以太网环保安全要求远超国家环保安全要求能耗指标远超国家特等炉要求2.22 技术操作参数表2.2 操作参数参数名称参数指标烧嘴能力大火180Nm3/h、小火20Nm3/h煤气压力定值610KPa煤气压力低压警报值24KPa煤气压力低压联锁值2.4KPa空气压力定值5.0KPa空气压力低压警报值2.4KPa炉压控制值10Pa炉压异常警报值±100Pa预热空气超温警报值35

24、0压缩压力低压警报值0.25MPa压缩压力低压联锁值0.21MPa3 系统结构分析及其调试3.1 系统主要模块接线图图3.1 系统硬件配置图图3.2 电气原理接线图3.2 系统调试方法3.2.1 冷调试冷调试目的：确定炉子在冷态时机械动作是否可靠、准确；电器控制是否正确、灵敏；测量风、煤气等模拟量并设值。（1） 电器部分调试：1 所有仪表调整到零位，并在调节范围内试运行，同时测量其输入、输出的电压、电流值，检查是否与设计值、产品说明书相符合。2 检查热电偶经过校验与否，连接正确与否。3 烟阀、执行器和烟阀板零位调整，偏转角和仪表显示开度要一致，炉压变送器标准值校定。4 空气压力、煤气压力标准值

25、校定，计算机显示值校定，与各调节阀联动调试。5 各电器线路调试，检查电气线路连接是否正确，并测定各参数，检查联锁保护，限位开关是否准确可靠。6 查看每个烧嘴继电器的动作正确与否。7 查看多媒体各连线正确与否。（2） 机械运行调试：1 炉门关闭、压紧，达到炉门均匀密封，检查炉门限位开关及炉车联锁效果。2 炉门打开，检查炉门平移时炉门与炉口的间隙是否正确，调整炉门开限位位置，以及与炉车的联锁。3 炉车进出，检查炉车与炉体的间隙是否正确，调整限位开关撞块，达到停车准确。4 各电动机运行正确与否,风机转动方向正确与否。5 管路系统调整：（3） 空气管路：1 检测鼓风机在最大流量时的风压。2 小风标定：

26、关闭预热器掺冷风阀门，将各烧嘴风阀调至小风位置。3 大风标定：在小风位置标定后，再将风阀调到大风位置。（4） 煤气管路：1 将小煤气手动阀完全打开2 把大煤气手动阀开到4/53.2.2 热调试热调试目的：冷调试完成后，通过点火试烧，调试各烧嘴的燃烧性能,进而试验各区及全炉的燃烧情况。煤气管路系统通气：在煤气管路试漏合格后，拆除各盲板，打开各放散阀，再开各管道煤气进气阀，进行管路通气。由用户负责请煤气主管部门测定管路是否合格。合格后，关闭所有放气阀，运行点火程序。单烧嘴调试：开小风吹扫，用手动方式点火、小火、大火、熄火报警、点火，此时应观察火焰情况，调整风与煤气的比例，以达到稳定状态，注意此阶段

27、燃烧时间不要太长，并以小火为主。全炉点火：把各烧嘴继电器打到远程档，由多媒体实现点火。3.2.3 烘炉 烘炉的主要目的是烘干炉车耐火砖，同时调试炉子的升温、保温的全过程，对控温系统、压力系统进行全面调试，对炉子的密封性进行观察。烘炉调试内容：1 根据火焰状态，进一步调节空气和煤气阀门，以达到大、小火最佳状态。2 根据炉内各区温度变化，通过自控系统控制相应烧嘴，以达到自动控温。3 根据炉内压力变化，通过压力变送器控制烟阀的开度，并观察炉内实际压力与仪表指示值是否基本相符。4 根据预热器后空气温度，注入冷空气，控制热空气温度。5 观察各仪表、执行机构等在长时间使用时的稳定性，如有故障应及时排除，根

28、据烘炉情况可以调整各参数的定值。6 观察炉体的密封情况，如有少量泄露可待烘炉后调整，如有严重泄露应停止烘炉并修整。7 测量炉壁、炉顶、炉门的外壁温度。8 烘炉时应记录的内容：9 各热电偶的温度值10 空气压力11 煤气压力及流量12 炉膛压力及烟阀开度13 空气预热后的温度14 烘炉后检查及处理内容：15 炉衬纤维收缩情况，如超过5mm应修补16 炉门四周的闭合性，如间隙较大应调整17 管路阀门，如有泄露应修整3.3 控制过程分析图3.3 系统工艺图（1） 开炉准备1 清除铁轨及炉车前进路线上杂物。2 垫铁摆放位置应沿着火焰方向，并避免与烧嘴口发生碰撞。3 器件安装需要稳定并摆放平整，距离附近

29、必须大于400毫米。4 关上各部分总开关，分项开关，炉车开关。5 在炉门、炉车操作箱进行就地控制，将炉门移开本来位置，炉车出炉进行操作 定位 装料 炉车进炉 定位（2） 点火程序 检查AC220V电源是否正常，手动打开煤气通道电磁阀,查看煤气通道入口压力(10-20KPa)正常与否，查看炉压温度模块显示温度位置，将WinCC烟阀设置为“非自动”，同时将烟阀阀位打到五分之三处，将WinCC风阀设置为“非自动”，同时将风阀阀位调至五分之一处左右,打开风机，查看风压正常与否，如果运行正常再将风阀设置为“全自动”，手动控制煤气主通道阀和煤气主通道切断阀，之后手动打开每一处的放散阀，当煤气通道完全合格后

30、手动关闭各处阀门，最后将现场每一部分交给下位机远程控制，开启电源。 点火操作分为两种方式：一种是手动就地控制烧嘴，烧嘴控制器自动实现点火。另一种是现场将每一个烧嘴的转换开关扳到“远程”挡，在WinCC主界面上设有每个烧嘴的工作状态按钮，可实现自动或手动点火操作。 当上位机操作完成，需要前往退火炉处，查看每个烧嘴的工作状态，火焰大小，天然气和空气的配比。每一个烧嘴都进入稳定工作状态后，炉门下降完毕，在WinCC界面中调整为“自动”挡，同时查看退火炉周围气密性。在HMI上进行参数的设定，其中需要含有温度和压力参数，同时查看运行情况。（3） 程序控制 首先需要设定温度曲线，每一个烧嘴的工作状态都由可

31、编程控制器来实现，如果由于天然气和空气配比不正确，导致烧嘴灭火现象，上位机将启动警报，如果3次以上未点火成功，现场人员必须就地检查，如果温度没有达到预定，必须手动重新设定，一旦出现高温警报，下位机会立刻发出信号，自动打开冷风电磁阀。当达到温度控制要求后，多媒体会根据温度需要调整对应烧嘴。（4） 停炉 工件按工艺要求完成热处理过程后，进行停炉操作，将工艺曲线运行结束，自动停炉并关闭烧嘴或用计算机鼠标在屏幕上点击“工艺结束”按钮，强制结束工艺，关闭煤气总管切断阀，关闭煤气总管手动阀，打开各放散阀10分钟后关闭，关闭各烧嘴控制器电源，工艺结束后半小时才能关闭风机。4 WinCC界面建立4.1 Win

32、CC7.0 SP3简要介绍 SIMATIC WinCC 基于Windows平台，为工业领域提供完备的监控与数据采集(SCADA)功能，涵盖单用户系统，多用户系统直到由冗余、客户机/服务器和浏览器/服务器构架组成的复杂的分布式系统；集成了工厂智能、高效维护的创新过程可视化；具有可扩展、开放、灵活的特点，是西门子全集成自动化系统的核心组成部分。WinCC 组态软件可实现过程监控，可以从可编程控制器、各种数据采集卡等现场设备中实时采集数据，发出控制命令并 监控系统运行是否正常的一种软件包，组态软件能充分利用 Windows 强大的图形编辑功能，以动画方式显 示监控设备的运行状态，方便地构成监控画面和

33、实现控制功能7。Win CC flexible工作组态软件可以对所有的SIMATIC 操作面板以及基于PC的可视化工作站进行软件工作组态的集成。可以提供最高效率的组态，有现成对象的库、可重用面板、智能工具以及多语言项目下的自动文本翻译。可根据价格与性能的差异提供多种版本。各版本之间相互取长补短，通过精心设计可满足各类操作控制面板，大软件包中一般会包含用于组态小软件包的选项。通过功能块技术将组态软件成本降至最低，且可重复使用的对象，以结构化形式集中存储在库中。同时含有很多可升级、可动态变化的对象，可用于面板的创建。只需在一个集中位置即可完成对面板进行的任何更改的操作。这些更改会在之后对该面板任何

34、一处的使用起到作用。不仅可以通过这样的更改节省时间，而且还可确保数据的一致性、准确性以及使用时的方便性【8】。4.2 Wincc7.0 SP3版本安装安装前的准备工作：打开控制面板，在程序和功能模块中弹出打开或关闭Windows功能对话款，选择Internet信息服务和MSMQ，单击确定，如图4.1所示,打开程序安装包，双击Setup，启动安装程序，如图4.2所示，选择安装程序语言为简体中文，单击下一步，如图4.3所示，选择程序包，单击下一步，开始进行安装，如图4.4所示，安装结束后，重启计算机完成安装。4.1 设置Windows功能图4.2 启动安装程序图4.3 选择安装语言图4.4 选择程

35、序包4.3 WinCC组态软件的使用新建项目，起文件名，选择路径,在浏览器中右键单击变量管理，如图4.5所示。图4.5 添加驱动程序 选择添加的驱动程序,出现所示的对话框，选择SIMATIC S7 Protocol Suite.chn文件即协议包驱动程序，如图4.6所示。图4.6 选择驱动程序 在MPI下建立新的驱动程序的链接,点击链接中的属性，设置连接属性，如图4.7，将插槽号设置为2，其他默认，在新建立的连接下建立变量。可以为中间变量M,也可以为DB块，此处的变量要和PLC中设置的相同。图4.7 设置变量组属性 点击左侧浏览窗口中的计算机，用鼠标右击右侧出现计算机名称，选择属性，出现窗口属

36、性设置对话框，在窗口属性设置对话框中，在图形运行选项卡下，选择启动画面和设置窗口属性。在窗口属性中设置窗口属性，可设置为标题、最大化、最小化。如图4.8所示。图4.8 设置计算机属性4.4上位机WINCC界面4.4.1 界面布局 HMI接通电源后，上位机WinCC将随开机启动，直接出现辽宁福安铸业集团控制系统字样，如图4.9所示。图4.9 登录界面点击退火炉标号，将会直接进入对应控制界面，如图4.10。图4.10 退火炉主界面 首先介绍画面的布局：界面分为标题栏，菜单栏，并且配有系统实时时间，在界面中还可以得到系统名称等数据信息，界面中心显示的是模拟炉，与现场状态进行实时交换，当现场的继电器发

37、生工作时，模拟炉会进行显示，界面底部显示退火炉名称、电炉控制、警报、历史温度曲线字样，当单击任意字样时，系统会自动跳转到相应的内容区，方便现场操作人员操作，并且单击相应字样后，该功能背景色会变成绿色，显示正在工作状态。 本系统总共分为三个退火炉界面，每一个退火炉界面的功能一致，都与2#退火炉画面的布局相同，这里就不给于更多的介绍，只是内容区的内容有所区别。单击“报警记录”字样，报警记录界面将被打开，如图4.11所示，总报警记录里记录所有退火炉的报警信息。其它每个退火炉的功能画面中也有报警记录画面，但每个退火炉的报警记录画面里只显示这个退火炉的报警信息，任意警报记录都涵盖下列方面：序号、日期、时

38、间、编号、消息文本、确认状态。图4.11 报警记录 如图4.12所示，当前报警“2号炉助燃空气压力低”报警时间为2005/03/22，10：12：41 ，如果出现红色即表示出现警报，可左键单击如图，确认警报。图4.12 空气压力低报警 如图4.13所示，当前报警“2号炉煤气压力低”报警消除时间为2005/03/22，10：12：41，绿色表示报警已消除，左键单击击如图即可显示最近一段时间退火炉发生的所有警报记录，如果警报记录过多，满屏显示不完全时，左键按住如果拖动滚动条，上下移动便能查看未显示的所有记录图4.13 报警消除4.4.2界面操作 启动风机：风机的启动方式是降压启动，当风机全压启动后

39、，界面上的风机启动字样背景会从原来的红色变成绿色，风机从原来的停止变成运行。同时位于界面风机电磁阀的状态也变成启动模式，如图4.14所示。 a 运行状态 b电磁阀状态图4.14 风机启动切断阀的操作：左键单击“开”字样并释放后，界面会出现“确定”对话框，当单击“确定”，对话框将消失，切断阀状态变成运行状态，颜色由红变绿，左键单击“关”字样并释放后，界面会出现“确定”对话框，当单击“确定”，对话框将消失，切断阀状态变成停止状态，颜色由绿变红，如图4.15所示。 a 阀门开始 b确认信息图4.15 切断阀操作非自动控制大、小火开关：非自动启动小火和非自动启动点大火，当对应为启动状态时，字体背景会由

40、原来的灰色变成绿色，呈现运行状态，当单击模拟炉的每个烧嘴自动按钮后，烧嘴的工作方式将变成非自动方式，此后可通过此模块手动启动小火和手动启动大火，仅仅当先启动小火后在启动大火时，烧嘴状态才为大火，如果直接启动大火，烧嘴状态会显示大风，大火状态后，需要先闭合大火才能闭合小火，如图4.16所示。图4.16 大、小火开关 控温曲线设置和启动：加热曲线模块数据分为三个参数显示部分，每一部分分别表示设定时间、设定温度、运行时间。温度设定又分为十个区间，不同区间都必须准确填写时间和温度参数，它们必须一一对应，根据具体的工艺要求来手动设定，点击“工艺启动”，开始执行加热过程，在各个时间段中，还配有运行时间，方

41、便工作人员了解具体工艺处于哪种阶段，同时还显示总剩余时间，了解工艺合适结束，如图4.17所示。图4.17 控温曲线设置 根据实际工艺设定加热曲线如图4.18所示，起始点温度设定为600，退火炉温度设定曲线分为4个时间段，每个时间段设定的时间分别为1小时、3小时、2小时、5小时，每一段时间内的控温要求也各不相同，分别为900摄氏度、900摄氏度、1050摄氏度、1050摄氏度，在温度曲线设置完全以后，点击“参数确认”字样，窗口出现确定对话框，点击“确定”后，退火炉开始按照温度曲线开始工作。假设温度曲线时间和温度比例不正确，点击“确定”后，退火炉不会按照温度曲线工作，需要重新设定新的温度曲线，并且

42、重新点击“确认”，温度设定要符合以下几点要求：1 假设温度曲线的数值中出现0摄氏度，下位机读取数据是就会自动判定为加热曲线结束，无论之后还有数值都会被跳过。2 设定的总段数不能为零。3 在温度曲线的设定中，每一段时间和温度都必须一一对应，如果其中缺少数据，下位机将不会执行。4 温度曲线的初始值温度如果低于温度平均值，下位机将不会执行。5 温度曲线的最后一段必须是稳定温控。 5小时10502小时9003小时900 900 9001小时600图4.18 控温曲线 工艺过程必须按照指定规范进行，当退火炉炉门上升到位时，需要点起小火，炉门下降到位后才能点击“工艺启动”，界面会出现“确定”字样，单击“确

43、定”之后，烧嘴按照温度曲线工作，执行温度曲线加热时，不能手动停止。在此过程中，不能重复设定温度值，待工艺结束后重新设置， 当下位机按照温度曲线执行进入最后稳定温度环节，在界面上方会出现“工艺结束”字样，点击“工艺结束”，界面出现“确定”字样，单击后整个温控环节结束，各继电器恢复到初使状态。 控制回路操作:除温度曲线控制外，每个退火炉还配有炉膛压力、助燃空气、兑冷风操作面板，在每个面板上配有现场数据反馈和操作人员设定值对比，方便现场人员更好的进行控制，如图4.19。 a 炉膛压力 b助燃空气 c兑冷风图4.19 控制回路 点击“温度曲线图”字样，退火炉温度历史曲线画面将被打开，如图4.20所示，

44、一共十区温度曲线趋势，每区都用不同的颜色表示实测曲线温度。界面上配有四个操作按钮、 、 、，利用操作按钮分别对温度曲线显示、放大、将温度曲线和标尺相交点的时间和温度值显示出来和停止曲线趋势数据采集。图4.20 温度曲线点击“压力曲线图”字样，退火炉压力历史曲线画面将被打开，如图4.21所示，画面会显示压力曲线，分别用黑色、红色、蓝色表示炉膛压力、助燃空气压力、煤气压力.、图4.21 压力曲线a. 点击“报警记录”字样，退火炉警报界面将被打开，如图4.22所示，报警参数设定，当总管道煤气压力低于2Kpa 时警报，当空气压力位于2Kpa 以下时警报，当炉内当炉压位于60pa以上时警报，当预热空气华

45、氏温度超过华氏温度662度时警报。图4.22 报警记录8) 按下“参数设置”字样，退火炉参数设置界面被打开，如图4.23所示。4.23 参数设置4.5 WinCC对象动作设置4.5.1 颜色设置 双击待设置对象，出现对象属性对话框，在颜色属性处右键单击，选择动态对话框，单击布尔型，选择连接需变量名称，选择当变量为是/否状态时的颜色，如图4.24所示。 a 对象属性 b 布尔型4.24 动态对话框4.5.2鼠标动作 双击待设置对象，出现对象属性对话框，单击事件面板，在鼠标动作处右键单击，选择C动作，弹出编辑动作对话款，在为添加动作时，操作面板中存在一些函数，需在#pragma option(mbcs)下添加函数，此处添加的是内部函数SetTagBit(Tag_Name,value)语句，主要功能是变量的置位，如图4.25所示。4.25 C动作4.6监控系统仿真 由于本设计