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| 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 电弧炉炼钢是现代炼钢的重要组成部分，随着工业发展对钢产品质量要求的提高及社会环保的要求，对电弧炉的控制性能提出了更高的要求。电极升降控制系统是整个电弧炉炼钢过程的核心，其调节任务非常关键，性能优良的电极控制系统能够改善钢水飞溅、短路和断弧现象的发生，并提高生产效率、降低炼钢能耗。 本毕业设计课题的任务是设计一套电弧炉电极升降调节系统。通过设计综合训练学生运用传感器检测技术、PLC控制技术、组态软件技术等方面的专业知识。通过电弧炉炼钢及电极调节过程的调研和学习，使学生将所学专业知识与工业生产实践相结合，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，独立分析和解决问题的能力，使学生受到科学研究和工程设计的基本训练，达到专业培养目标的要求。
2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求： 设计内容： 电弧炉电极升降控制系统是一个复杂的工业控制过程，由上位机监控系统、数据采集系统及电动机控制等构成，涉及到电压、电流及电极位置等多个过程信号的检测和电机动作控制，本设计将PLC作为电极升降控制的主控制模块。设计合理的电极升降控制电路，并实现与PLC进行通信，将采集到的电网实时电流和电压信号传送给PLC模拟量接收模块，PLC执行电极控制算法得出的控制信号，向三相变频器发出电极传动机构的动作命令，通过变频器驱动电机，电机通过链条及减速机构带动电极夹持机构上下运动，从而调节出符合炼钢工艺的电弧弧长。 根据总体设计，选择实用可靠的PLC控制器、传感器以及低压电器控制所需要的元器件。以40吨钢电弧炉为背景，设计出的系统应满足实际电弧炉炼钢生产需要，具有可靠性、安全性、实用性。设计内容如下：电弧炉电极控制系统的总体方案设计、硬件设计、软件设计。其中硬件设计部分包括系统工作原理、PLC及传感器等硬件选型、各个部分电路设计。软件设计部分包括组态界面程序、梯形图程序等。设计要求： （1）通过上位机能实时控制现场设备，实现现场数据管理及供电曲线分析等功能，具有手动和自动控制切换功能； （2）电极控制系统要有快速反应能力，要求电极响应时间小于0.3秒； （3）保证电弧电流在额定值的30%~150%范围内平滑整定； （4）电极三相功率不平衡度 系统控制方案力求结构简单、实用性高，系统性价比要高。毕业设计说明书中应有详细的硬件电路设计及说明，控制算法说明，并编写相应软件。 根据给定的技术数据和毕业设计进度安排，按时完成毕业设计所规定的全部设计内容；毕业设计说明书正文要求15000字以上。正文包括：设计方案论证，设计过程及结果，并附以图表（含硬件电气连接图）；内容要切题，符合专业要求，独立完成；设计方案要有一定的先进性，有创新思想；设计内容的理论阐述详尽，计算正确；参考文献15篇以上，至少要有一篇专业外文文献，并译成中文；设计说明书格式规范符合学校要求，A4标准纸单面打印，左侧装订。 | ||
| 3、主要参考文献： [1] 阎立懿. 现代电炉炼钢工艺及装备[M]. 冶金工业出版社, 2011: 96-109. [2] 李士琦, 郁健, 李京社. 电弧炉炼钢技术进展[J]. 中国冶金, 2010,20 (2): 1-9. [3] 袁平．电弧炉冶炼过程先进控制方法的研究与应用[D]，沈阳：东北大学，2005. [4] 辛桂彬. 碱性电弧炉炼钢工艺要点[J]. 铸造技术, 2008(1): 265-267. [5] 李士琦, 刘润藻, 李峰等. 电弧炉炼钢技术现状及发展[J]. 中国冶金, 2004(2): 12-15. [6] Madias J. Electric Furnace Steelmaking[J]. Treatise on Process Metallurgy, Volume 3: Industrial Processes, 2013, 3: 271. [7] 魏秋月. 基于S7-300PLC的大型电弧炉控制系统[J]. 现代电子技术,2009, 32(15): 159-161. [8] Zhu J, Xiangdong Q I. Communication between i FIX and PLC Based on OPC,Modbus and Modbus Tcp/Ip[J]. Chinese Journal of Electron Devices,2013, 36(2): 260-261. [9] 罗庚兴.西门子STEP7编程软件的使用方法[J]. 南方金属, 2006,19(5):35-39. [10] 郭一军,李海军,段杏林.基于S7-200 的增量式积分分离 PID 控制器设计[J].工业仪表与自动化装置, 2007 (6): 61-63. [11] 曹振．电弧炉电弧模型的研究[D]，沈阳：东北大学，2009． [12] Oosthuizen D J, Craig I K, Pistorius P C. Economic evaluation and design of an electric arc furnace controller based on economic objectives[J]. ControlEngineering Practice, 2004, 12(3): 253-265. [13] 李磊,毛志忠. 基于近似模型的电弧炉解耦控制器[J].控制理论与应用,2013, 30(1): 101-110. [14] Aleksandra D, Christiane F, Chapuis R P, et al. Phosphorus removal by electric arc furnace steel slag and serpentinite[J]. Water Research, 2006,40(8):1547-1554. [15] 张殿华，毛志忠，朗世俊．电弧炉电极调节系统的辩识与自校正调节[J], 信息与控制，1990,19(5):50-55. | ||
| 4、毕业设计（论文）的实习（调研）基本要求： （1）对电弧炉炼钢企业进行实地调研，了解电弧炉炼钢的工艺过程，了解电弧炉控制系统的组成和工作原理； （2）对电弧炉电极升降控制系统进行调研，了解其组成和工作原理； （3）对电极控制系统进行调研、查阅资料，完成方案的论证； （4）查阅电弧炉控制系统的相关资料，比较各种控制方法的优缺点，制定符合电弧炉电极控制特点的控制算法。 | ||
| 5、毕业设计（论文）课题进度计划： | ||
| 起讫日期 | 工 作 内 容 | |
| 2月25日~3月03日 3月04日~3月10日 3月11日~3月17日 3月18日~3月24日 3月25日~3月31日 4月01日~4月07日 4月08日~4月14日 4月15日~4月21日 4月22日~4月28日 4月29日~5月12日 5月13日~5月26日 5月27日~6月02日 6月03日~6月09日 6月10日~6月16日 6月17日~6月21日 | 查阅有关资料，收集与研究课题有关资料 实习、调研，总体设计方案；开题答辩 总体设计方案最后确定；选择PLC类型、型号 传感器选择与设计 确定输入输出点，选择PLC扩展单元，地址分配 选择输入输出设备 设计PLC外部接线图 各个控制模块的设计 完成硬件电路设计，毕业设计中期检查 控制算法研究及软件总体设计 系统程序编写（PLC程序设计） 组态界面设计 程序调试；整体设计的完善 论文定稿，完成打印、装订 制作幻灯片，准备毕业答辩 | |
| 教研室审查意见： 教研室主任签字： 2019年 2 月 21 日 | 院（系）意见： 院(系)负责人签字： 2019 年 2 月 23 日 | |
5%。