随着钢铁企业的发展,钢渣的产生量逐年递增,如何做好钢渣处理和回收利用是各国钢铁企业重要的课题。提高钢渣处理能力和改善处理工艺,可以减少钢渣占用有限的土地资源,同时也可以降低钢渣对环境的影响。目前国内大部分中小型钢铁企业处理线较落后,存在产能不足,自动化水平较低,工作环境恶劣,工作强度大等问题。本论文主要涉及某钢铁企业年处理30万吨钢渣处理线系统的研究与设计,研究一套用于钢渣处理线的自动化控制系统,提高钢渣处理能力,实现远程控制,改善工作环境,同时降低工作强度。本文通过分析和研究处理线主要设备和工艺流程,确定了整个系统的功能要求,也确定了系统调试完成后要达到的技术指标,提出了整个系统的设计思路和框架图。硬件部分主要从以下几方面开展了研究:以三相交流电动机调速原理为基础,分析各种调速系统特性和应用场合,确定了以电磁转差离合器调速系统为本文采用的调速系统;基于电气控制原理,完成了动力柜电气原理图设计和元器件选型,以PLC为本系统核心控制器,统计本系统所需的I/O点数,对比国内外主流PLC,确定以西门子S7-300为本系统控制器;基于串口通信和网络通信原理,应用MODBUS、MPI和S7通信协议,实现主从站数据交互和控制,建立MODBUS双主站多从站通信方式,提高数据更新速率和通信可靠性。软件部分主要从以下几方面开展了研究:通过深入分析设备控制原理,整理控制相似部分,设计和编写共用子程序,简化了程序架构,同时减少了编程和调试工作量;根据控制要求,提出了数据采集模块和设备控制模块的程序流程,完成了MODBUS通信程序、MPI通信程序、PLC与PLC之间网络通信程序、共用子程序、单机起停程序、自动起停程序等程序模块的开发;应用结构变量,采用VBS语言编写脚本语言,实现了组态软件画面与过程变量关联,简化了画面框架,减少软件画面设计和调试工作量,软件画面达到了直观且操作方便的设计目标;利用S7-PLCSIM进行程序和画面仿真和测试,实现了整个系统初调和验证;最后在生产现场分别进行了PLC I/O调试、数据采集调试、单机起停调试和一键起停调试,并针对使用过程中客户提出的修改进行优化设计。目前,本文所设计的自动化控制系统已经正式投入应用,系统运行状态良好,处理线的处理能力也达到了设计要求,自动化水平较高,只需较少的人员就能保障生产线正常生产,基本满足了客户使用需求。