高炉喷煤喷吹自动化控制系统毕业设计说明书样本

摘要本次毕业设计重要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制系统，不涉及制粉过程控制，控制范畴是从煤粉仓、中间罐、喷吹罐、喷吹总管、由炉前煤粉分派器到喷吹支管自动控制过程。本次毕业设计只考虑了一种喷煤喷吹序列作为控制对象。本次设计包括：课题自身背景、由来、意义、重要工艺类型、国内外高炉喷煤喷吹技术发呈现状以及对将来发展展望；阐述了所需传感器、阀、开关等硬件设备，重要进行了煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中控制，停喷控制，中间罐和喷吹罐压力控制，煤粉仓、中间罐及喷吹罐温度、压力安全连锁控制，喷吹风压力自动测量等控制项目；本设计重要选用PLC控制系统选型、硬件配备选取、I/O表编写、硬件接线图绘制工作。核心词：PLC；高炉喷煤；传感器AbstractThegraduationprojectfocusedontheautomaticcontrolofblastfurnacecoalinjectionsystem，doesnotincludecoalgrindingprocesscontrol.Cntroltheprocessofautomationandcontrol，includingocoalpowderstoragewarehouse，themiddletank,theinjectiontank，injectionExplorer，front-endfromtheblastfurnacecoalinjectionpowderdistributiondevicetothebranchpipe.Thegraduationproject，aPCIonlyconsiderasacontrolledinjectionsequence.Thedesignincludes：Thattheissueofbackground，origin，meaning，themaintypeoftechnology，athomeandabroadPCIjettechnologydevelopmentprospectsandthefuturedevelopmentof.Ontheneedforthesensors，valves，switchesandotherhardwareequipment.Mainlycarriedoutcoalpowderfromthecoalpowderpositiontocontrolthemiddleofthetank,pulverizedcoalinjectioninthemiddletanktotankcanbackcontrolfromthepulverizedcoalinjectionintoblastfurnacetuyerespraycansofcontrol，stoptheinjectioncontrol，themiddletankandtheinjectionpressurecontroltank，coalstores，intermediateandspraycansblowtanktemperatureandpressurecontrolofthesecuritychain，hairspray，suchasautomaticmeasurementofthepressurecontrolprojects；thedesignofthemainselectionofthePLCcontrolsystemselection，hardwareconfigurationoptions，I/Otablepreparedmappinghardwarewiringwork.KeyWords：PLC；blastfurnacepulverizedcoalinjection；sensor详细摘要高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤设想；世界最早工业应用即是依照这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近马恩省炼铁厂实现。由此背景引出本次毕业设计题目高炉喷煤喷吹技术自动化控制。课题重要阐述了高炉喷煤系统喷吹工艺控制，不涉及制粉工艺。在此项技术产生一百近年间，发展却相对缓慢，基本无进展；直至20世纪60年代初，欧洲、中华人民共和国、美国某些工厂才陆续开始在高炉上实验喷煤。7O年代末，第二次石油危机浮现，加快了高炉喷煤技术研究和发展，特别是欧洲和日本更是在实际应用上获得了重大突破。第一某些前言中阐述了高炉喷煤定义，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了煤粉（无烟煤、烟煤或两者混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。然后由定义引出了采用此项技术意义，它以低价煤代替了日趋贫乏且价格昂贵冶金焦，减少了焦化，使高炉炼铁成本大幅下降。它是一种调剂炉况手段，也改进炉缸工作状态，是高炉稳定顺行。然后，又简介了此工艺惯用基本流程，依照制粉装置到高炉距离远近、煤粉仓，喷吹罐安放位置差别、喷吹管路粗细、喷吹压力高低、输送浓度大小以及喷枪形式不同，可以有直接喷吹、间接喷吹；串罐喷吹、并罐喷吹；总管喷吹、多支管喷吹；高压喷吹、常压喷吹；浓相喷吹、稀相喷吹和氧煤枪喷吹、常规枪喷吹等各种形式喷吹。简介描述了几种较成熟工业性生产流程：1、德国KvTTNER流程；2、美国阿姆科(ARMCO)流程；3、日本住友流程；4、日本川崎流程；5、卢森堡PaulWurth流程；6、混合型流程；7英钢联粒煤喷吹流程。再后简要简介了几种新喷煤工艺，涉及：1、富氧大喷煤量技术；2、运用等离子大量喷吹煤粉；3、复合喷吹技术；4、粒煤喷吹技术。在第一某些最后简介了国内喷煤喷吹技术现状，进十几年这项技术在国内进步和存在问题，还涉及对国内高炉发展前景展望。第二大某些重要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制整体方案。一方面对喷吹工艺及检测点布置进行理解说，其中涉及了所选用三罐串罐喷吹所需放散阀、流化阀、充压阀、均压阀、灭火氮气阀、下锥形阀、上锥形阀、给料器和下煤球阀分派进行了比较细致论述并附图对安装位置进行阐明，又对各种所需测量设备（如压力、温度、重量、气体含量等）、所需数量、安装位置进行了描述。然后在附图基本上进行喷吹控制过程描述。先简介了基本操作方式：全自动操作、手动操作和检修操作，然后是重要进行操作过程总述（涉及煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中控制，停止向高炉喷吹煤粉控制，安全连锁控制程序），最后详细阐明了详细操作过程。中间罐加料：中间罐加料前条件为中间罐必要为“空信号”，压力必要不大于0.02MPa，放散阀处在“打开”状态，充压阀、流化阀、上锥阀和下锥阀处在“关闭”状态、中间罐与喷吹罐之间均压阀处在“关闭”状态；满足上述条件后在进行倒罐操作开煤粉仓下锥形阀，开中间罐上锥形阀，关煤粉仓放散阀，开煤粉仓流化阀，中间罐“料满”信号发出时再进行如下操作，关煤粉仓流化阀，开煤粉仓放散阀，关煤粉仓下锥形阀，关中间罐上锥形阀，煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐顺序结束，中间罐处在“料满”位置。喷吹罐加料：喷吹罐内煤量显示下限，自动发出容许加料信号，喷吹罐内压力达到设定值，中间罐“料满”；倒罐，关中间罐放散阀，开中间罐充压阀，中间罐与喷吹罐压差不大于设定值时，关闭充压阀，打开两罐间均压阀，开中间罐下锥形阀，开喷吹罐上锥形阀，开中间罐流化阀，中间罐“料空”信号来后，进行下列操作，关中间罐流化阀，关中间罐下锥形阀，关喷吹罐上锥形阀，关中间罐充压阀，关中间罐与喷吹罐间均压阀，开中间罐放散阀，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐顺序完毕。喷吹控制：前提条件得到高炉“容许喷吹”信号，喷吹罐内料位不低于下限，满足安全连锁规定，检查喷煤管路上手动阀门状态，人工输入正常；喷吹控制，开喷吹风阀，开安全阀，开喷吹罐下煤球阀，开喷吹罐流化阀，启动给料器。最后是停喷控制（发出停喷指令终结各“倒罐”操作，关喷吹罐下煤球阀，停给料器，关安全阀，关喷吹风阀）和对三罐及喷吹管道压力、温度安全连锁控制。第三某些重要阐述了所用各种测量设备（涉及料位、压力、温度、氧含量、一氧化碳含量和重量测量设备）选型和其技术指标阐明，所选用控制设备采用SIEMENS公司SIMATICS7系列SIMATICS7-300通用型PLCCPU（6ES7315-2AG10-0AB0），模仿量I/O模块（6ES7331-7KF02-0AB0），数字量输入I/O模块（6ES7321-1EH01-0AA0），数字量输出I/O模块(6ES7322-1HH00-0AA0)选型和详细数据阐明。核心词：PLC；高炉喷煤；传感器DetailedSummaryBlastfurnacepulverizedcoalinjectiontechnologyin1840atS.M.Banksontheinjectionofcokeandanthraciteidea；theworld'sfirstindustrialapplicationsarebasedontheideathatin1840~1845intheFrenchprovinceofBolognaneartheironworkstoachievetheIsleofMan.ThisbackgroundleadstothetopicofgraduationPCIdesignautomationcontrolinjectiontechnology.Themaintopicsoftheblastfurnacepulverizedcoalinjectionsystemtocontroltheinjectionprocess，doesnotincludethemillingprocess.

Inthetechnologiesusedtoproducemorethanonehundredyears，thedevelopmentisrelativelyslow，thebasiclackofprogress；the20thcenturyuntiltheearly60's，Europe，China，theUnitedStatesbeforesomeofthefactorystartedintheblastfurnacepulverizedcoalinjectiononthetest.7Oattheendofthesecondoilcrisisintheemergenceoftheblastfurnacepulverizedcoalinjectiontechnologytospeedupresearchanddevelopment，especiallyinEuropeandJapanisinthepracticalapplicationhasbeenmadeamajorbreakthrough.Forewordtothefirstpartofthedefinitionofablastfurnacepulverizedcoalinjectionisfromtheblastfurnacetuyeredirectinjectiontothegroundofthecoal(anthracite，bituminouscoal，orboth，aswellasamixtureofpulverizedlignite)，toreplacethecoketotheblastfurnacetoprovideheatandreducingagent.Ledbythedefinitionofthemeaningoftheuseofthistechnology，itreplacesthelow-costcoalandincreasinglyscarceexpensivemetallurgicalcoke，cokingreducedsothatthecostofblastfurnacesubstantiallyreduced.Itisameansofregulatingthestatusoffurnace，butalsoworktoimprovethehearth，andisstableantegradeblast.Andthenintroducedthebasicprocesstechnologyused，underthemillingdevicetothedistancefromtheblastfurnace，coalstores，injectiontankplacementdifferencesinthethicknesspipelineinjection，injectionpressureishighorlowconcentrationsofthesizeoftransmissionaswellasdifferentformsofspray，youcanhaveadirectinjection，indirectinjection；stringinjectioncansandcansofinjection；Explorerinjection，multi-branchinjection；high-pressureinjection，pressureinjection；densephaseinjection，dilutecoalinjectionandoxygeninjectionmachine，injectionmachineandotherconventionalformsofinjection.Profiledescribessomeofthemorematureindustrialproductionprocesses：1，GermanyKvTTNERprocess；2，theUnitedStatesarmco(ARMCO)process；3，Japan'sSumitomoprocesses；4，flowKawasaki，Japan；5，LuxembourgPaulWurthprocess；6，mixed-typeprocess；7BritishSteelUnionCoalparticleinjectionprocess.Againafterabriefintroductionofseveralnewcoaltechnology，including：1，thevolumeofoxygen-richlargecoaltechnology；2，theuseofalargenumberofplasmapulverizedcoalinjection；3，compoundinjectiontechniques；4，tabletscoalinjectiontechnology.Finally，inthefirstpartofthestatusquoofChina'scoalinjectiontechnology，morethantenyearsintothetechnologyprogressinChinaandproblems，butalsothedevelopmentprospectsofChina'soutlookforblastfurnace.

Thesecondmostofthemajorcoalinjectiononblastfurnaceautomationcontrolpackage.Firstpointofinjectionanddetectionprocesscarriedoutonthelayout，includingthechoiceofthreecansofstringemissionrequirementscaninjectionvalve，fluidvalve，chargepressurevalvearepressurevalves，firenitrogenvalve，conicalvalveunder，theconevalve，underthecoalfeederandthedistributionoftheballvalvewerecomparedanddescribedindetailontheinstallationdrawingsindicatethelocation，butalsoallthenecessarymeasuringequipment(suchaspressure，temperature，weight，gascontent，etc.)，therequirednumber，adescriptionoftheinstallationlocation.Andtheninthegraphonthebasisofthecontrolprocessdescribedinjection.Firstintroducedthebasicmodeofoperation：fullyautomaticoperation，manualoperation，andmaintenanceoperations，andthenisamajoroperationcarriedoutbyOverview(includingcoalfromthecoalinvertedpositiontotheintermediatetankcancontrol，tothepulverizedcoalinjectioninthemiddletankcanscansbackcontrolfromtheinjectionofpulverizedcoaltoblastfurnacetuyerespraycansofcontrol，stoptheblastfurnacepulverizedcoalinjectioncontrol，securitycontrolproceduresforthechain)，andfinallyadetaileddescriptionofthespecificoperation.Tankfeedingthemiddle：themiddleofthepre-conditionscanfeedtankforthemiddlemustbean"emptysignal"，thepressuremustbelessthan0.02MPa，emissionvalvesinthe"open"status，fillingpressurevalve，fluidvalve，conevalveandthevalveundertheconeinthe"off"state，intermediatebetweenthecansandthecansareinjectionvalveinthe"off"state；tomeettheaboveconditionscanoperateinopencoalwasundertheconevalveposition，openthemiddleofthecone-shapedtankvalve，Bleedingvalveclearancewarehousecoal，thecoalflowpositionofvalve，themiddletank"fullfeed"signalwhenthefollowingclosingofcoalflowvalveposition，thevalveemissioncoalwarehouse，customswarehouseundertheconeofpulverizedcoalvalveoffthemiddleofthecone-shapedtankvalve，coalfromthecoalwarehousecansdowntothemiddleoftheorderoftheendcans，cansinthemiddleof"fullfeed"position.Feedtankinjection：injectionvolumeofthetankshowedthatthelowerlimitofcoal，toallowautomaticfeedingsignalinjectiontankpressuresettingstoreachthemiddletank"fullfeed"；invertedcans，BleedingTundishvalveclearance，thetankfillingthemiddlepressurevalve，intermediatepressuretankandtheinjectiontankislessthansetvalue，thefillingvalveshutdown，openthetwocanswerepressurebetweenthevalveandopenthenextamongthetankvalvecone，thecone-jetonthetankvalve，openthemiddlefluidtankvalve，themiddletank"feedair"signals，thefollowingoperations，clearanceofmiddle-tankflowvalve，clearanceunderthemiddleoftankvalvecone，thecone-shapedtankclearanceinjectionvalve，fillingtankclearanceintermediatepressurevalve，intermediateclearancebetweentankandtank-pressureinjectionvalve，thevalveemissionTundish，pulverizedcoalinjectioninthemiddletanktotankdowntheordercanbecompleted.Injectioncontrol：aprerequisiteforblastfurnacetobe"allowinjection"signalinjectiontankofnotlessthantheminimumleveltomeetthesecurityrequirementsofthechain，checkthePCImanualcontrolvalvesontheroad，andenteredintothenormal；injectioncontrol，theinjectionvalve，thesafetyvalve，theinjectionofcoalunderthetankballvalve，openvalveinjectionfluidcanstarttofeed.Finally，thereiscessationofinjectioncontrol(injectioninstructionsissuedtostoptheterminationofthe"anti-tank"tooperate，clearanceunderthecoalinjectiontankballvalve，stopfeederoffsafetyvalve，injectionvalveclearance)andthethreecansandtheinjectionpipepressure，temperaturecontrolofthesecuritychain.

Thethirdpartmainlyusedonavarietyofmeasuringequipment(includinglevel，pressure，temperature，oxygencontent，carbonmonoxidecontentandweightmeasuringequipment)selectionanddescriptionofitstechnicalindicators，theuseofcontrolequipmentselectedbySIEMENScompany'sSIMATICS7seriesofSIMATICS7-300-size-fits-PLC-CPU(6ES7315-2AG10-0AB0)，analogI/Omodule(6ES7331-7KF02-0AB0)，DigitalInputI/Omodule(6ES7321-1EH01-0AA0)，digitaloutputI/Omodule(6ES7322-1HH00-0AA0)theselectionanddetaileddata.

目录TOC\o"1-6"\h\z摘要 IAbstract II详细摘要 IIIDetailedSummary V1前言 11.1高炉喷煤技术背景 11.2高炉喷煤意义 11.3高炉喷煤基本流程 21.4喷吹技术发展 31.4.1富氧大喷煤量技术 41.4.2运用等离子大量喷吹煤粉 41.4.3复合喷吹技术 41.4.4粒煤喷吹技术 41.5国内喷煤喷吹技术 51.5.1国内喷煤喷吹技术现状 51.5.2国内高炉喷煤技术进步 61.5.3国内高炉喷煤存在问题 61.5.4国内高炉发展前景 72高炉喷煤喷吹自动化控制整体方案 92.1喷吹工艺及检测点布置 92.2工艺流程示意图 92.3喷吹控制过程描述 102.3.1喷吹系统操作方式 102.3.2喷吹过程描述 113设备选型 143.1所用测量设备选型 143.1.1料位测量设备选型 143.1.2温度测量设备选型 163.1.3压力测量设备选型 163.1.4氧含量测量设备选型 173.1.5一氧化碳测量设备选型 183.1.6重量测量设备选型 193.2系统硬件配备方案 203.2.1总体配备方案 203.2.2SIMATICS7-300通用型PLC简介 203.2.3CPU 213.2.4PS307电源模块5A6ES7307-1EA00-0AA0 253.2.5模仿量输入模板SM331AI8×12位(6ES7331-7KF02-0AB0) 263.2.6数字量输入模板SM321;DI16×120VAC（6ES7321-1EH01-0AA0） 293.2.7继电器输出模板SM322DO16×继电器120VAC（6ES7322-1HH00-0AA0） 303.2.8PLC接线图（见附录D） 33结论 34参照文献 35致谢 36附录A 模仿量I/O表 37附录B 数字输入量I/O表 39附录C 数字输出量I/O表 41附录D PLC接线图 431前言1.1高炉喷煤技术背景高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤设想；世界最早工业应用即是依照这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近马恩省炼铁厂实现。但此后一百近年，发展却相对缓慢，基本无进展；直至20世纪60年代初，欧洲、中华人民共和国、美国某些工厂才陆续开始在高炉上实验喷煤。7O年代末，第二次石油危机浮现，加快了高炉喷煤技术研究和发展，特别是欧洲和日本更是在实际应用上获得了重大突破。到90年代初，欧洲和日本已有小某些高炉月均吨铁喷煤超过了200kg大关，如：1991年l0月英国钢铁公司斯肯索普工厂维多利亚女王号高炉201kg(粒煤)，1992年11月德国蒂森公司施韦尔根1号高炉200．6kg，1992年11月荷兰霍戈文公司艾莫依登厂6号高炉205kg，1993年11月日本新日铁君津厂3号高炉200kg、1994年l0月NKK公司福山厂4号高炉218kg等指标均已是当时世界一流水平。1.2高炉喷煤意义高炉喷煤对当前高炉炼铁技术来说是一项重要技术革命。所谓高炉喷煤，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了煤粉（无烟煤、烟煤或两者混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。它意义在于：1.以低价煤代替了日趋贫乏且价格昂贵冶金焦，减少了焦化，使高炉炼铁成本大幅下降。2.高炉喷煤可以作为一种调剂炉况手段。3.高炉喷煤可以改进炉缸工作状态，是高炉稳定顺行。4.为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。由于喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度减少，导致理论燃烧温度减少重要因素有：高炉喷吹煤粉后煤气量增长，加热煤气需要消耗热量；喷吹煤粉带入热量少，而焦炭进入风口区时已被充分加热，温度高达1450~1500℃，而喷吹煤粉温度不超过100煤粉中碳氢化合物分解需要热量。5.喷吹煤粉中氢含量比焦炭带入多，氢气提高了煤气还原能力和穿透扩散能力，有助于矿石还原和高炉操作指标改进。6.喷吹煤粉代替了某些焦炭，不但缓和了焦煤供需紧张状况，也减少了对炼焦设施投资和建设，更减少了炼焦生产对环境污染。1.3高炉喷煤基本流程依照制粉装置到高炉距离远近、煤粉仓，喷吹罐安放位置差别、喷吹管路粗细、喷吹压力高低、输送浓度大小以及喷枪形式不同，可以有直接喷吹、间接喷吹；串罐喷吹、并罐喷吹；总管喷吹、多支管喷吹；高压喷吹、常压喷吹；浓相喷吹、稀相喷吹和氧煤枪喷吹、常规枪喷吹等各种形式喷吹。不同设备构造和组合可以产生如下几种较成熟工业性生产流程。1．德国KvTTNER流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→流化小罐→喷吹支管→喷枪；支管上装有流量计和二次风入口，安装位置前者接近喷吹罐出口，后者接近高炉。近十近年来，KvTTNER公司又推出了一种新流程：煤粉仓→并列喷吹罐→流化小罐→总管一分派器一支管一氧煤喷枪，并得到了更多推广。新流程为双罐、双总管和双分派器形式，依然使用氮气加压、流化，采用浓相输送。上钢一厂2500m3高炉喷煤选用即是KvTTNER新流程，但是未用氧煤喷枪。此外，重钢高炉喷煤也选用了KvTTNER新流程(常规喷枪)，所不同是该厂3、4、5号三座高炉共用一套喷吹装置，这套装置已于11月投产，运营正常。2.美国阿姆科(ARMCO)流程煤粉仓→并列喷吹罐→总管→分派器→支管→常规喷枪。与新KuTrNER流程不同是ARMCO流程使用3个喷吹罐，一根总管、一种分派器；总管既变径，局部还要变形，为保证足够分派精度，分派器必要置于高炉炉顶，所有支管也必要等径、等长、等形状。加压、流化使用氮气，由于是稀相输送，因此还需添加压缩空气。宝钢1高炉喷煤即属阿姆科流程。3．日本住友流程煤粉仓→并列喷吹罐→旋转给料器→喷吹小罐→总管→第一分派器→第二分派器→支管→喷枪。住友流程总管上装有压差式流量计与旋转给料器共同调节喷煤总量，控制和设备构成均较复杂，和歌山4、5高炉喷煤即为这种流程。4．日本川崎流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→多支管→喷枪；喷吹罐上出料，底部设有搅拌器并在支管出口处接人二次风(压缩空气)稀释。宝钢2高炉喷煤即属川崎流程。5．卢森堡PaulWurth流程历史上PW公司与KvTTNER公司曾有过一段较长时间合伙，因而无论新流程还是老流程，两家差别都不大，基本上大同小异，仅在个别设备选用上有出入。如老流程中PW用旋转给料器代替了KvTTNER流化小罐；新流程中用声纳管代替了阻损管、用流化喷嘴代替了流化罐、增设泄压气回收装置等。武钢4、5号高炉喷煤选用即是PW流程，已于投产。6．混合型流程煤粉罐、中间罐、喷吹罐三罐串接→总管→分派器→支管→喷枪；这是在上述多支管流程基本之上一种改良流程。也可以称作混合流程。宝钢3号高炉喷煤用即是该种流程。7．英钢联粒煤喷吹流程煤粉仓、中间罐、喷煤泵三罐串接→总管→分派器→支管→喷枪；重要特点是用喷煤泵代替了老式喷吹罐，中间罐与喷煤泵之间使用圆顶阀联接，同样条件下，喷煤泵工作压力普通不大于老式喷吹罐工作压力，喷煤泵出口设有由变频电机驱动旋转给料阀。斯肯索普安娜女王号高炉及克里夫兰4号高炉采用即是典型粒煤喷吹流程；其中，克里夫兰4号高炉设计喷煤比竞高达匪夷所思400kg／t，是迄今为止煤比最高设计。以上各流程均有吨铁喷吹200kg能力和生产实绩，但无论是浓相或稀相，无论使用氧煤喷枪与否，抑或喷吹粉煤粒煤，近十年来新建喷煤装置采用较多流程当属并罐、总管加分派器流程。1.4喷吹技术发展本世纪60年代高炉喷煤技术开始发展和应用，至8O年代得到广泛应用。近来，世界高炉喷煤技术发展不久，普及率、喷吹量、计量及自动控制水平在不断提高，喷吹技术也有创新，重要体当前如下几种方面。1.4.1富氧大喷煤量技术高炉鼓风中含氧每增长1％，可增产3％，可多喷煤8～lOkg／t。原苏联是世界上富氧率最高国家，鼓风中含氧普通在3O％左右。西欧、日本由于钢铁限产，鼓风含氧普通只有22％～23％（有高炉不富氧鼓风)。国内鞍钢2号高炉在“七五”期间进行富氧大喷煤量实验，鼓风含氧由21％增至28.59％，喷煤量由73kg／t提高到170kg／t，获得了运用系数2.4t／m3·d、焦比428kg／高炉富氧大喷煤量操作与常规富氧鼓风不同，是用煤氧喷枪提高煤粉燃烧区局部氧气浓度，以增进煤粉在风口区燃烧和气化。国内外理论和实践都证明在相似富氧量条件下，采用高炉直吹管及风口区局部富氧方式出提高整个鼓风含氧量更合理。富氧大喷畋是投资少、增铁节焦有效且简朴易行办法，已成为当今世界炼铁技术发展趋势。1.4.2运用等离子大量喷吹煤粉比利时和法国等国炼铁工作者正在研究和开发等离子加热器增进煤粉燃烧技术，以提高喷煤数量。1.4.3复合喷吹技术运用高炉喷煤设施开发复合喷吹技术，除喷吹煤粉外，可依照高炉冶炼需要同步喷吹铁矿粉或熔剂。如日本住友金属工业公司运用停炉和歌山3号高炉，在一种风口进行了超复合鼓风法实验。从风口同步大量喷吹煤粉(200kg／t)和矿粉(200kg／t)，在煤粉燃烧性、矿粉熔融还原性方面得到了有益经验。日本川崎钢铁公司开发了多功能喷煤装置。除喷吹煤粉外，还可喷吹矿粉和石灰粉。该装置已应用于千叶厂5号、水岛厂4号高炉上，效果良好。1.4.4粒煤喷吹技术英国钢铁公司斯肯索普厂、雷文斯克雷格厂一方面采用粒煤喷吹技术并获成功。斯肯索普厂喷吹粒煤粒度95％虽不大于2mm，但只有10％～3O％不大于74μm，其三座高炉普通喷煤量为150kg／t。在1991年1O月到1992年2月进行l8周实验期间，维多利亚女王号高炉平均喷煤量为196kg／t，最后4周平均喷煤量达207kg／t，焦比降至289kg／t，达到世界领先水平。原西德克勒克纳钢铁公司，瑞典律勒欧钢铁厂、德国洛尔丰特钢铁厂高炉也相继采用了粒煤喷吹技术，美国伯利恒钢铁公司也正在伯恩斯港厂C、D两座高炉上安装粒煤制备和喷吹系统。1.5国内喷煤喷吹技术1.5.1国内喷煤喷吹技术现状高炉应用喷煤技术始于6O年代，进入9O年代后，西欧、美国和日本一批焦炉开始老化，由于焦煤资源日益短缺，加上环保及投资等因素，很难新建和改造焦炉，必要大幅度减少焦炭消耗。因而，喷煤成为弥补焦炭缺口有效办法，并成为高炉技术发展必然趋势。当前，这些国家高炉喷煤已较普遍，喷煤量和用氧量不断提高，喷煤工艺与配套技术日臻完善。日本、西欧国家约2/3高炉喷煤，某些高炉平均喷煤量已达140～l8O公斤／吨铁，日本钢管公司福山厂4号高炉自l994年10月创造和保持了218公斤／吨铁喷煤记录。英国、意大利、荷兰在联营公司支持下，准备投资600万英镑，在一座炉缸直径为6米高炉上进行富氧喷煤炼铁实验，其目的喷煤量为300～400公斤／吨铁，国外大喷煤量高炉用氧量达到40～70m3／吨铁国内由于优质炼焦煤资源和运送供应日益紧张，冶金公司近1/3焦炉接近老化，优质焦炭生产供应已成为钢铁工业发展限制限制之一。但国内非炼焦煤资源丰富，并且分布较广，用这些煤某些代替焦炭已成为保证钢铁工业发展必要办法和炼铁系统构造优化中心环节。高炉大量喷煤粉可以大幅度减少成本和消耗，利于提高钢铁产品竞争力。国内当前1000m3以上高炉有38座，若喷煤量增长到100公斤／吨铁，就可节约焦炭130万吨，生铁成本减少约4元／吨，年经济效益为1.24亿元，喷煤时富氧量增长1％，可增产铁3～5％。发展煤氧强化炼铁工艺可以改造既有高炉，从而少建新高炉、新焦炉，节约大量投资，尚有助于环保。因而，1.5.2国内高炉喷煤技术进步国内是世界上高炉采用喷煤技术较早国家之一，近年来冶金部大力推动喷煤技术发展和应用，获得了重大效果。全国喷煤量从l990年218万吨，到1995年将近翻一番，1996年筹划达到450万吨。喷煤比也持续上升，重点公司平均喷煤比不不大于60公斤／吨铁。当前，重点公司有喷煤装置高炉已占所有高炉90％。从l990年到l993年，喷煤代替焦炭可多生产铁160万吨，少建焦炉节约投资约l0亿多元，国内喷煤工艺技术也有很大提高。1995年在鞍钢3号高炉所进行工业实验持续个月喷煤量达到203公斤／吨铁，成为世界上高喷煤量持续操作时间最长高炉。焦比降到367公斤／吨铁，运用系数达到2.185吨／天·立方米，各项技术经济指标良好，达到了国际先进水平。这标志着国内已掌握了高炉富氧喷煤时高炉操作调剂、喷吹设备和有关条件等全套技术，使国内氧煤炼铁技术总体水平有很大提高。开发新工艺如烟煤喷吹工艺、喷吹系统新流程、制粉系统新流程、高浓度输送、分派、检测和控制新技术都达到很高水平，高炉氧枪及安全技术、高炉某些特殊检测设备、氧煤燃烧等某些应用理论研究已跃居世界领先水平。喷煤技术还给包钢复合矿强化冶炼提供了新途径，高炉运用系数由本来1.472提高到近1.7，“八五”高炉氧煤强化炼铁新工艺推广应用不但给钢铁公司带来很大经济效益，还增进了钢铁工业构造优化，较好地引导了基建和技术改造投资。1.5.3国内高炉喷煤存在问题尽管国内高炉喷煤技术有了长足进步和发展，但还存在下列问题：1）喷煤量增长速度不能满足规定登记表白，从l990年到l994年问平均年增喷煤量28万吨，年增喷煤总量最多1995年达到55万吨。据预测，“九五”末期国内高炉喷煤量将努力求取达到l000万吨，需要年均增长100万吨以上，显然，当前增长速度不能满足规定，需要大力普及，加快发展。2）喷煤整体水平较低由于国内绝大某些高炉喷煤设备是在70～80年代建设，工艺流程已经落后，设备陈旧，仅鞍钢等少数公司对喷煤系统进行了当代化改造。虽然近年某些新建当代化高炉新建了喷煤设备，但大多数却依然采用老流程这些老流程存在下列共性问题：制粉设备陈旧、不配套，制约了制粉能力，限制了喷煤量增长；热风炉风温普遍呈下降趋势，在这种条件下要扩大喷煤量是困难，甚至是不也许。改造热风炉提高风温迫在眉捷；喷煤量要提高到120公斤／吨铁上，富氧是必不可少工艺条件。但国内高炉尚无专用氧气机，使用炼钢亲氧经常得不到保证，致使喷煤量不也许达到150～200公斤／吨铁；原燃精条件差，不利于改进料往透气性，从而阻碍喷煤量增长登记表白，生铁产量约占5％重点钢铁公司喷煤量占全国喷煤总量80％，别的为生铁产量约占27％地方骨干公司喷煤量；从喷煤设施建设来看，18家重点公司中尚有1家没有喷煤设备，36家地方骨干公司中有15家没有喷煤设备，地县乡镇公司高炉，全无喷煤设备。可见，高炉喷煤普及不够。1.5.4国内高炉发展前景1．喷煤目的综合考虑焦炭平衡能力、原燃料质量、高怕设备状况以及其他条件，国内高炉喷煤技术将形成分层次发展格局。在“九五”末期，国内重点公司和地方骨干公司基本上都要喷煤，多数高炉在不富氧条件下喷煤80～100公斤／吨铁，在富氧2～4％时喷谋量达到150公斤／吨铁，有条件公司，可进一步提高富氧率，喷煤量达到150～200公斤／吨铁，少数大型高炉吨铁喷煤量将超过202．超高喷煤量吨铁250公斤工业实验当前，西欧、日本某些高炉实现了200公斤／吨铁目的后，正在向350公斤／吨铁目的努力；国内天津铁厂也将于1996年进行250公斤／吨铁超高喷煤量工业实验。3．喷煤设备当代化改造当前，鞍钢完毕了全国10座高炉l3套喷煤设备当代化改造，形成了150万吨／年喷吹能力，并在制粉能力80万吨基本上，筹划新扩建80万吨制粉能力车间，现已进人施工设计、设备订贷阶段，1996年终可望投产。宝钢、首钢、武钢等公司亦已着手改造喷煤设备和扩大喷煤能力，这些公司高炉喷煤量将有太幅度提高.4．建设一批新高炉喷煤设施当前，重点公司中重庆钢铁公司高炉喷煤工程已完毕初步设计，宣化钢铁公司1260m3高炉喷谋已完毕可行性研究；地方骨干公司中成都钢铁厂等一批新高炉喷煤设施将着手建设。可以预见，随着焦炭价格进一步上涨和供应短缺加剧，喷煤经济效益将越来越好，有一大批地方骨干公司中尚未建设喷煤设施高炉和地方炼铁厂100m3级小高炉将在“九五5．高炉喷煤技术完善和进一步发展为了满足高炉大幅度提高喷谋量，如下技术将会得到进一步发展和完善：高炉氧煤枪富喷煤技术；高炉喷煤计算机控制技术；高炉喷吹粒煤技术；高炉大喷煤量冶炼操作技术等。此外，还要着手实验煤、矿粉复合喷吹技术等。2高炉喷煤喷吹自动化控制整体方案2.1喷吹工艺及检测点布置按煤粉喷吹过程流向分，喷吹设备最上方是煤粉仓。在煤粉仓上是布袋收粉装置。煤粉仓是常压罐体，在设计方案中需设立3点热电阻测量煤粉仓温度；设立1台料位测量雷达来测量料位；设立1个压力测量装置；设立2个氧含量测量装置和1个一氧化碳测量装置。在煤粉仓中设立1个煤粉仓放散阀；设立1个煤粉仓流化阀；设立1个煤粉仓下锥形阀。煤粉仓下接中间罐，煤粉仓与中间罐之间采用软连接，设立1中间罐上锥形阀。中间罐设立2点热电阻测量中间罐温度；设立1台电子称重传感器测量中间罐煤粉重量；设立1个压力传感器测量中间罐压力；设立1中间罐料空信号测量点。罐中设立1个中间罐充压阀，1个中间罐流化阀，1个放散阀。中间罐下方设立喷吹罐，中间罐与喷吹罐之间采用由气动锥形阀构成软连接。喷吹罐设立两点温度传感器测量罐中温度；设立1个压力传感器测量喷吹罐压力；设立1台电子称重传感器测量喷吹罐煤粉重量；设立1喷吹罐料满信号测量点。设立1个喷吹罐流化阀；1个中间罐与喷吹罐均压阀；设立1个喷吹罐放散阀；设立1个喷吹罐压力调节阀。喷吹罐下方设立1下煤球阀，并设立可以持续调节给煤器用于调节喷煤量。煤粉仓、中间罐、喷吹罐放散阀均接入不袋式除尘器。各管冲压、流化用氮气从氮气包引出，喷吹用压缩空气从空气包引出。为防止冷气直接接触煤粉时，导致罐壁和管道粘连，氮气和脱水、脱油压缩空气经蒸气加热到60℃~~70喷吹用压缩空气总管上设立喷吹阀，设立有压力、流量检测，并有流量调节阀，用于调节喷吹风流量，给煤器后设立安全阀用于安全切断。喷吹总管上设立2个喷吹总管压力测试点。喷吹总管延伸到炉前喷吹总管分派器。从分派器上分派出16根喷吹支管。每根喷吹支管上安装一台喷吹支管压力变送器。2.2工艺流程示意图图1工艺流程示意图1.煤粉仓2.中间罐3.喷吹罐4.氮气贮罐5.灭火氮气阀6.煤粉仓放散阀7.煤粉仓流化阀8.煤粉仓下锥形阀9.中间罐上锥形阀10.中间罐放散阀11.中间罐充压阀12.中间罐流化阀13.中间罐下锥形阀14.喷吹罐上锥形阀15.两罐均压阀16.喷吹罐充压阀17.喷吹罐放散阀18.喷吹罐流化阀19.喷吹罐卸粉阀20.喷吹罐补气阀21.空气储罐22.给料器23.喷吹罐下煤球阀24.喷枪25.电子秤2.3喷吹控制过程描述2.3.1喷吹系统操作方式基本操作方式分为：全自动操作、手动操作和检修操作1．全自动操作：是在控制室人员通过键盘或鼠标发出“启动”命令后，按规定程序自动完毕自动计量、自动倒罐等。2．手动操作：出必要安全操作外，还可以人工对个单体设备进行手动操作。3．检修操作：检修操作是在手动操作之下一种操作，是进行完全人工手动操作个单体设备。在喷吹控制中，重要进行一下操作过程：1．中间罐加料，既将煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制。2．喷吹罐加料，既将煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制。3．喷吹控制，既煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中控制。4．停喷控制，既停止向高炉喷吹煤粉控制。5．安全连锁控制程序。2.3.2喷吹过程描述1．中间罐加料（既将煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐顺序）：中间罐加料前条件：中间罐必要为“空信号”。中间罐压力必要不大于0.02MPa。中间罐放散阀处在“打开”状态。中间罐充压阀和流化阀处在“关闭”状态。中间罐上锥阀和下锥阀处在“关闭”状态。中间罐与喷吹罐之间均压阀处在“关闭”状态。煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐顺序：若上述条件没有所有满足，则先调节满足上述条件后在进行如下操作开煤粉仓下锥形阀开中间罐上锥形阀关煤粉仓放散阀开煤粉仓流化阀中间罐“料满”信号发出时再进行如下操作关煤粉仓流化阀开煤粉仓放散阀关煤粉仓下锥形阀关中间罐上锥形阀煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐顺序结束，中间罐处在“料满”位置备注：中间罐加料同步受时间控制，倒罐开始计时，若在规定期间（如5分钟）内，没有达到“料满”，则阐明浮现“故障”，发出报警信号，提示操作工人手动控制或检修。持续生产时，中间罐每次加料，均来自“料空”信号，且满足上述条件时，即自动倒罐。2．喷吹罐加料（既将煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐程序）：喷吹罐加料前条件：1）喷吹罐内煤量显示下限，自动发出容许加料信号。2）喷吹罐内压力达到设定值。若未达到，则一方面开充压阀和自动调节阀，使其达到设定值。3）中间罐“料满”。煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐顺序：关中间罐放散阀开中间罐充压阀中间罐与喷吹罐压差不大于设定值时，关闭充压阀，打开两罐间均压阀。开中间罐下锥形阀开喷吹罐上锥形阀开中间罐流化阀中间罐“料空”信号来后，进行下列操作关中间罐流化阀关中间罐下锥形阀关喷吹罐上锥形阀关中间罐充压阀关中间罐与喷吹罐间均压阀开中间罐放散阀煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐顺序完毕3．喷吹控制向高炉喷吹前提条件：得到高炉“容许喷吹”信号喷吹罐内料位不低于下限满足安全连锁规定检查喷煤管路上手动阀门状态，人工输入正常煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中顺序：1）开喷吹风阀2）开安全阀3）开喷吹罐下煤球阀4）开喷吹罐流化阀5）启动给料器4．停喷控制1）发出停喷指令2）终结各“倒罐”操作3）关喷吹罐下煤球阀4）停给料器5）关安全阀6）关喷吹风阀5．安全连锁控制高炉休风时，喷吹系统不能启动。当给料器出口压力与热风压力压差低于0.12MPa时，报警。低于0.1MPa时，自动关闭安全阀、下煤球阀，停给料器。当喷吹罐压力与热风压力压差值低于0.12MPa时，报警。低于0.1MPa时，自动关闭安全阀、下煤球阀，停给料器。当压缩空气压力低于0.5MPa或氮气压力低于0.42MPa时，自动关闭安全阀、下煤球阀，停给料器。当各罐温度超过100℃I/O表见附录A：模仿量I/O表见附录B：数字输入量I/O表见附录C：数字输出量I/O表3设备选型3.1所用测量设备选型3.1.1料位测量设备选型本设计所选用料位测量设备为GD智能雷达物位GDPULS系列GDPULS61：应用范畴：过程条件简朴，腐蚀性液体、浆料、固体（例如：水液储罐，酸碱储罐，浆料储罐，固体颗粒，小型储油罐等）；测量范畴：0~20过程连接：螺纹、法兰过程温度：-40...160℃精度：±3mm特性与优势：无盲区，高精度两线制技术，是差压仪表、磁致伸缩、射频导纳、磁翻板仪表优良代替产品。不受压力变化、真空、温度变化、惰性气体、烟尘、蒸汽等环境影响安装简便，牢固耐用，免维护HART或PROFIBUS-PA通信合同及基金会现场总线合同，标定简便、通过数字液晶显示轻松实现现场标定操作，通过软件GDPF实现简朴组态设定和编程测量敏捷，刷新速度快。合用于高温工况，高达200℃过程温度，当采用高温延长天线时可达350℃测量原理：雷达物位计天线发出微波脉冲，在被测物料表面产生反射，并被雷达系统所接受。图2料位测量示意图输入：天线接受反射微波脉冲并将其传播给电子线路，微解决器对此信号进行解决，辨认出微波脉冲在物料表面所产生回波。对的回波信号辨认由智能软件完毕，精度可达到毫米级。距离物料表面距离D与脉冲时间行程T成正比：D=C×T/2其中C为光速因空罐距离E已知，则物位L为：L=E-D输出：通过输入空罐高度E（=零点），满罐高度F（=满量程）及某些应用参数来设定，应用参数将自动使仪表适应测量环境。相应于4－20mA输出。测量盲区：盲区（BD）是从测量参照点到最高物位时介质表面最小距离。测量条件：测量范畴从波束触及罐低那一点开始计算，但在特殊状况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。若介质为低介电常数当其处在低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度位置。理论上测量达到天线尖端位置是也许，但是考虑到腐蚀及粘附影响，测量范畴终值应距离天线尖端至少50mm。对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。最小测量范畴与天线关于。随浓度不同，泡沫既可以吸取微波，又可以将其反射，但在一定条件下是可以进行测量。3.1.2温度测量设备选型本设计所选用温度测量设备为MST系列温度变送器：用途及特点：MSTS温度传感器在WZ系列热电阻、WR系列热电偶基本上,严格参照国标,依照各行业使用及现场环境,以及国外同类产品,又进行改进和创新。使产品使用更以便,更可靠。MSTS温度传感器技术指标：热电阻产品型号：WZC测温范畴：-50～+150℃分度号：Cu50Y允差△t：±(0.30+0.006|t|)安装方式：固定法兰接线方式：引接线传感器保护管直径：热电阻φ12mm3.1.3压力测量设备选型本设计所选用压力测量设备为FMP300系列压力变送器：特点：进口高精度蓝宝石传感器精度：线性化解决优于0.1％FS抗冲击、耐振动高稳定性工作温度-60～200℃范畴全不锈钢构造防潮防水实用性广安装以便具备竞争力价格用途：工业现场过程过程控制仪器医疗食品等行业航空航天领域航海及造船行业石油化工行业水利、水电、发电厂行业0~1.5Mpa3.1.4氧含量测量设备选型本设计所选用氧含量测量设备为NN3DW-01型氧浓度传感器：重要用途：NN3DW-01型氧浓度传感器是一种化学式气体扩散型燃料电池。它是我厂生产NN3DH-9000系列燃烧效率。测定仪心脏部件，用于测量各种锅炉、窑炉、加热炉燃烧效率。该氧浓度传感器应用范畴广，可应用在环保节能、航天等领域。如航天领域上,我公司NN3DW-01氧浓度传感器就成功地应用在国内自行研制“神舟一号、二号、三号”宇宙飞船上，用以监测载人返回舱内氧浓度变化。民用上也可用在高压氧舱、矿井及汽车尾气等小环境氧浓度监测。特点：该传感器具备体积小、响应快、线性好、温漂小等特点，稳定可靠，用途广泛。重要技术指标:1）响应时间:≤30秒(满量程90%)2）测量范畴:0～50%O23）温度系数:＞0.003%O2/℃4）使用寿命:＜6个月(持续)5）线性误差:+0.2%～-0.1%O26）输出电流:1.1MA+15%7）体积:23mm×45mm(直径×高度)3.1.5一氧化碳测量设备选型本设计所选用一氧化碳测量设备为美国Interscan4000系列4140-0型一氧化碳分析仪：特点：采用专利电化学传感器；内置取样泵，可充电电池，可持续工作10小时；LCD数字显示，实时显示浓度值；模仿输出0-100mV；声音和可视报警；尺寸178×102×225(mm)，重量2kg。重要技术指标：分辨率：1ppm(0-1999ppm)精度：模仿单位±2.0%满刻度重复性：±0.5%满刻度线性度：±1.0%满刻度零点漂移：±1.0%满刻度(24h)量程漂移：＜±2.0%满刻度(24h)延迟时间：＜1s3.1.6重量测量设备选型本设计所选用重量测量设备为GY-2型轮辐式称重传感器：产品简介：GY-2型轮辐式传感器，其弹性体采用短而高剪切梁，刚性特好，抗侧向力强，在构造上具备过载自锁。防护上采用胶封和焊封，分别达到了IP67和IP68，因而广泛应用于汽车衡、扎道衡、测力机和吊秤等设备上。技术指标：灵敏度：2±0.025mV/V非线性：±0.02%FS滞后：±0.02%FS重复性：0.01%FS蠕变：±0.02%FS/30min零点输出：±1%FS零点温度系数：±0.02%FS/10额定输出温度系数：±0.02%FS/10输入电阻：385±10Ω输出电阻：350±3Ω绝缘电阻：≥5000MΩ温度补偿范畴：－10～＋50容许温度范畴：－20～＋60容许过负荷：120%FS连接电缆：Ф53.2系统硬件配备方案3.2.1总体配备方案本系统采用SIEMENS公司SIMATICS7系列SIMATICS7-300通用型PLC，CPU型号选用6ES7315-2AG10-0AB0，模仿量I/O模块选用6ES7331-7KF02-0AB0，数字量输入I/O模块选用6ES7321-1EH01-0AA0，数字量输出I/O模块选用6ES7322-1HH00-0AA0。3.2.2SIMATICS7-300通用型PLC简介S7-300是SIMATIC控制器中销售量最多产品，它已成功地用于范畴广泛自动化领域。S7-300重点在于为生产制造工程中系统解决方案提供一种通用自动化平台。这就是说，S7-300是用于集中式或分布式构造优化解决方案。坚持不懈创新和改革使S7-300这个广泛应用自动化平台能持续不断升值。1.应用：SIAMTIC－300能在如下工业领域实现各种各样自动化控制任务：•生产制造工程•汽车工业•通用机械制造•专用机械制造•各种类型专用机床，OEM•塑料加工•包装工业•食品和烟草工业•过程控制工程(例如供水，楼宇工程等)2.特殊应用：对于特殊应用场合，提供基于S7-300附加产品设计性能：•对故障安全应用，现能提供一种新产品，即故障安全型S7-300F以及相应I/O模块。•专用于户外部件，能忍受极端恶劣环境条件，例如，通过扩展温度范畴。•同步，提供基于S7-300CPU集成HMI，SIAMTICC7控制器，适合于空间严格受限制机械控制场合。•采用ET200S构造形式CPU使这个系列产品更趋于完善。这样，分布，智能预解决。3.工程技术和诊断：S7-300特点是高效率组态和编程，从而大幅度地减少工程成本。现能提供符合IEC61131-3国际原则SIMATIC工程工具。此外，集成高性能系统诊断功能可保证控制器更高可用性，明显提高生产率。为了减少停机时间，增长产量，提供可组态过程诊断，以用于分析和排除过程故障。4.设计：S7-300为节约空间模块化构造设计，它可以适配您既有各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。在运营时，无需电扇。除模块外，只需要DIN原则导轨，就可将模块旋转到位，安装在导轨上并由螺钉紧固。这种构造形式非常牢固并且有高电磁兼容性。背板总线集成在模板上，通过将模板插入到总线连接器进行装配。S7-300模块品种繁多，应用范畴十分广泛，可用于集中形式扩展，亦可用于带ET200M分布式构造配备；其成果是明显减少成本和维护用备件。5.CPU种类：有各种不同性能分级(直到高性能)CPU可供控制器使用。通过高效解决速率，CPU能提供很短机器时钟时间。取决于您眼前任务，可提供带集成I/O以及集成技术功能和集成通信接口CPU。3.2.3CPU1．CPU-特点：集成接口：直接集成在CPU内接口，可使用既有总线技术来建立一种高性能通信环境。多点接口MPI：对于和PG/PC，HMI系统以及其他SIMATICS7/C7/WinAC自动化系统进行通信而言，MPI是一种经济而又实惠解决方案。最多可连接125个MPI节点，通信速率为187.5Kbit/s：•在不同控制器之间传播过程数据；用这种办法，例如，一种CPU可以存取第三方控制器输入/输出。•HMI:HMI服务程序早已集成在S7-300操作系统内，因而，无需任何编程就能将数据传送到所连接SIMATIC操作员面板或操作员站上。MPI还能作为一种PROFIBUSDP接口使用，容许配备2条DP线(只限于CPU318-2DP)。PROFIBUSDP：能将SIMATICS7-300连接到开放式型现场总线PROFIBUSDP(依照EN50170)，因而可建立起较大型分布式构造系统。这可扩大通讯范畴，从SIMATIC控制器到来自第三方制造商现场设备均可进行通讯。和已有SIMATICS5或SIMATIC505系统通信更是不成问题。使用STEP7软件对分布式I/O模块进行组态和对集中式I/O模块进行组态，所用法是相似，因而能节约工程时间和费用。以这种办法，S7-300可作为主站或从站。共享功能：HMI功能(人机接口功能)及PG功能(编程器功能)均可通过这二种接口(MPI，DP)完毕。例如可通过PG/PC进行远距离编程。此外，一台编程器可以操作各种CPU，或几种编程器能访问同一种CPU。藉路由功能之助，连接在网络中任一种节点上一台编程器都可访问该网络上所有节点。使用通讯模块还可以实现更复杂功能。2.CPU-创新在紧凑型CPU中所采用创新设计，当前也应用到了全新原则型CPU312、314和315-2DP。这些全新原则CPU将取代此前型号，CPU318-2DP除外。这样做有如下优势：缩短机器时钟时间：命令执行时间减少到原有1/3或1/4，因而减少机器时钟时间和为更高生产率奠定基本。减少工程成本：由于更大容量构架(例如，大容量RAM)。新CPU为面向任务STEP7工程工具应用构成一种平台，例如SCL高档语言和使用面向生产工艺运营软件，例如EasyMotionControl(轻松运动控制)。此外，简化了模块化编程及既有程序再运用。除了建立程序，工程工具还简化了程序可读性、维护和文档化。最重要是，明显地减少工程费用。减少运营成本：新CPU向顾客展示其增长性能，即减少设备运营成本。如一种作为数据和记忆存储微型存储器卡(MMC)，亦可取销后备电池，因而减少维护费用。一种涉及符号和注释成套项目存储在MMC中从而使维修等服务更为以便。由于服务不再需要组态数据。此外，MMC使程序更新简朴易行。减少安装空间需求：全新CPU其宽度只有40mm，而不是此前80mm。这就意味着控制器以及开关柜将更为紧凑。减少采购成本：与至今始终在使用存储器卡相比较，新微存储卡(MMC)有明显价格优势。增长灵活性：新CPU提供更强联网能力，由于容许更多CPU以及操作员控制和监视设备能连接在一起。作为开放系统，使用由DPV1功能支持PROFIBUS，新CPU可以对所连接第三方系统进行更全面参数化和诊断。此外，能在运营模式读/写微存储器卡(MMC)，因而，例如，能对测量值进行归档或进行配方解决。3.所选CPU315-2DP-重要技术指标表1所选CPU315-2DP-重要技术指标CPU315-2DP主存储器(应用)128k字节/42k字句装载存储器通过MMC64k字节到8M字节后备通过MMC所有所有模块解决时间•位操作•字操作•定点算术运算•浮点算术运算<100ns<0.5μs<3.5μs<3μs位存储器/定期器/计数器•位存储器•S7定期器/S7计数器•IEC定期器/IEC计数器16K字节256/256有模块数量•可装载块数量(FC+FB+DB总和)•数量范畴10242048FC，2048FB，1023DB组织块(OB)自由扫描周期(OB1)实时中断(OB10)延时报警(OB20)时间触发(OB35)中断触发(OB40)DPV1再启动(OB54-56)再启动(OB100)异步出错(OB80，82，85-87)同步出错(OB121，122)地址范畴•I/O地址区•I/O过程映象•数字量通道•模仿量通道2048/2048字节128/128字节1024256扩展•机架•每个机架中模块最大4个8DP接口•DP线接口数量/CP342-5•等距离•从站激活和解除激活•传播速率•每个站从站数量•站与站之间通信1/1有有12MBit/s64有外形尺寸，(mm)40x125x1303.2.4PS307电源模块5A6ES7307-1EA00-0AA01．特性：PS307电源模块(5A)具备如下明显特性：•输出电流5A•输出电压24VDC；防短路和开路保护•连接单相交流系统(输入电压120/230VAC50/60Hz)•可靠隔离特性，符合EN60950•可用作负载电源2．技术特性：PS3075A(6ES7307-1EA00-0AA0)尺寸80×125×120mm重量约740g输入电压•额定值120/230VAC系统频率•额定值50Hz∼60Hz•容许误差47Hz∼63Hz额定输入电流•230V时1A•120V时2A起动电流(在25°CI2t(在起动电流时)1.2A2s输出电压•额定值24VDC•容许误差24V±5﹪，防开路保护•上升时间最大2.5s输出电流•额定值5A，不能以并联方式连接短路保护电子式，非锁定，1.1∼1.3﹡IN残存纹波最大150mVss按