本文關鍵詞：高速線材飛剪控制系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)改進

  更多相關文章： 飛剪 時滯 控制參數(shù) 控制系統(tǒng) 通訊系統(tǒng)

【摘要】：寶鋼高速線材廠是國內領先的高端線材產品制造商。其機械設備主要從美國Morgan公司引進,電氣設備主要從瑞典ABB公司引進,是國內第一條全線采用交流調速的高速線材廠。寶鋼高速線材廠共有3臺飛剪,采用的ABB公司生產的ACS600多傳動變頻裝置驅動,是ABB在棒、線材廠使用的第一套設備。隨著設備使用年限的增加和客戶對產品需求的不斷提升,飛剪現(xiàn)有的控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)存在的問題逐漸顯現(xiàn),主要有:高速剪切時無法有效跟蹤速度給定;與PLC通訊建立不穩(wěn)定;控制板采用非標準固件,通用性差、故障定位難;切頭長度控制精度差;無有效手段進行故障診斷及數(shù)據(jù)分析;與過程控制系統(tǒng)(L2)的實時通訊能力差等等。本文針對上述問題,從硬件結構和軟件設計兩方面動手,首先通過改進控制回路消除了時滯對控制系統(tǒng)的影響,再通過多次參數(shù)整定獲得了較為理想的控制曲線,之后根據(jù)實際需要搭建了飛剪故障診斷及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),最后解決了飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器的高速通訊問題。本文主要研究成果如下:1、針對現(xiàn)有飛剪控制系統(tǒng)存在的主要問題——速度響應滯后,設計了新的控制回路,采用了新的控制硬件,編寫了新的控制程序和接口程序,有效減少了控制系統(tǒng)的時滯,提高了飛剪控制系統(tǒng)的響應速度。2、對新的飛剪控制系統(tǒng)進行了建模,并依次采用了ZN法、魯棒控制理論(H_2控制、H_∞控制)對系統(tǒng)的控制參數(shù)進行了優(yōu)化,通過對比仿真曲線選定了控制效果較好的控制參數(shù)�，F(xiàn)場使用后,經跟蹤觀察,確認該控制方法效果較好,滿足了現(xiàn)場需求。3、討論了建立飛剪故障診斷及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的現(xiàn)實意義,并引入了德國iba公司的PDA高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)情況選擇了VIP TCP/IP協(xié)議,建立了AC450 PLC與數(shù)據(jù)采集站之間的通訊,詳細介紹了通訊協(xié)議的配置方案、PLC端和數(shù)據(jù)采集站的軟硬件配制方法,以及數(shù)據(jù)采集軟件ibaPDA和數(shù)據(jù)分析軟件ibaAnalyzer的使用方法。4、討論了寶鋼高速線材廠基礎自動化計算機系統(tǒng)的結構,指出了當前飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊中存在的問題,說明了進行飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊改進的意義。對改進的具體需求、改進的內容進行了詳細說明,并對通訊改進中核心的通訊格式和電文格式進行了說明,列出了電文清單。由于ABB公司的飛剪控制系統(tǒng)被廣泛應用于線材、熱軋等鋼鐵制造領域,本課題的成功經驗也值得其他類似生產線參考。
【關鍵詞】：飛剪 時滯 控制參數(shù) 控制系統(tǒng) 通訊系統(tǒng)
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG333.21;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 引言10-14
• 1.1 研究課題的背景10-11
• 1.2 相關研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究意義及主要內容12-13
• 1.3.1 課題意義12-13
• 1.3.2 課題主要內容13
• 1.4 本章小結13-14
• 第二章 線材生產工藝及飛剪控制系統(tǒng)研究14-22
• 2.1 寶鋼線材廠生產工藝14-15
• 2.2 寶鋼線材廠控制系統(tǒng)概述15-16
• 2.3 線材高速飛剪的結構形式和控制原理16-20
• 2.3.1 飛剪的工藝情況16-18
• 2.3.2 飛剪的控制系統(tǒng)18-19
• 2.3.3 飛剪的切頭長度控制19-20
• 2.3.4 飛剪剪剪切速度計算20
• 2.4 飛剪控制系統(tǒng)存在的主要問題20-21
• 2.5 工具軟件需求21
• 2.6 本章小結21-22
• 第三章 飛剪控制系統(tǒng)改進22-34
• 3.1 飛剪控制系統(tǒng)原設計情況22-23
• 3.2 飛剪控制系統(tǒng)改進需解決的問題23-24
• 3.2.1 速度響應滯后23-24
• 3.2.2 傳動控制器軟件版本落后，通用性及功能性差24
• 3.2.3 變頻器與控制器通訊連接存在缺陷24
• 3.3 改進具體方案24-32
• 3.3.1 飛剪改進內容24-26
• 3.3.2 硬件改進26-28
• 3.3.3 軟件改進28-32
• 3.4 改進效果32-33
• 3.5 本章小結33-34
• 第四章 飛剪控制參數(shù)優(yōu)化34-44
• 4.1 飛剪控制系統(tǒng)改進后的新問題34-35
• 4.2 飛剪的控制系統(tǒng)功能分析35-36
• 4.3 優(yōu)化飛剪控制系統(tǒng)傳動參數(shù)36-41
• 4.3.1 對飛剪控制系統(tǒng)的模型分析36-37
• 4.3.2 第一次優(yōu)化37
• 4.3.3 第二次優(yōu)化37-41
• 4.4 現(xiàn)場使用效果跟蹤41-43
• 4.5 本章小結43-44
• 第五章 飛剪故障診斷及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的建立44-67
• 5.1 建立飛剪故障診斷及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的意義44-46
• 5.1.1 現(xiàn)場需求44
• 5.1.2 PDA系統(tǒng)簡介44-46
• 5.2 AC450控制系統(tǒng)高速通訊功能設計46-52
• 5.2.1 AC450控制系統(tǒng)通訊結構硬件設計46-47
• 5.2.2 TCP/IP通訊協(xié)議的設計47-50
• 5.2.3 通訊程序設計50-52
• 5.3 飛剪數(shù)據(jù)采集站的設計52-59
• 5.3.1 飛剪數(shù)據(jù)采集站（PDA）的配置52-53
• 5.3.2 飛剪數(shù)據(jù)采集站的數(shù)據(jù)表設計53-54
• 5.3.3 PDA軟件配置54-57
• 5.3.4 數(shù)據(jù)采集變量配置57-59
• 5.4 飛剪數(shù)據(jù)采集及分析軟件應用59-66
• 5.4.1 數(shù)據(jù)采集軟件ibaPDA的應用59-62
• 5.4.2 數(shù)據(jù)分析軟件ibaAnalyzer的應用62-66
• 5.5 本章小結66-67
• 第六章 飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊改進67-78
• 6.1 飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊改進的意義67-68
• 6.1.1 寶鋼線材廠基礎自動化系統(tǒng)介紹67
• 6.1.2 飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊的主要缺陷67-68
• 6.1.3 飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊改進的意義68
• 6.2 飛剪控制系統(tǒng)與L2服務器通訊改進方案68-71
• 6.2.1 改進需求68-69
• 6.2.2 改進內容69-70
• 6.2.3 設備清單70-71
• 6.3 通訊格式及電文清單71-77
• 6.3.1 通訊格式71
• 6.3.2 通訊電文格式71
• 6.3.3 電文清單71-77
• 6.4 本章小結77-78
• 第七章 總結78-79
• 7.1 實施效果78
• 7.2 研究展望78-79
• 參考文獻79-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文83-85

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙建剛;王耀;惠世民;賈寒飛;;旋轉飛剪技術分析及應用[J];冶金設備;2007年01期

2 朱玲;宋明;渠濟華;夏云龍;;2~#飛剪剪切方式的改進[J];冶金自動化;2009年05期

3 胡斌;;1號飛剪的幾個故障分析與解決方案[J];浙江冶金;2010年03期

4 王素紅;李振峰;翁蘊智;;提高260機組1#飛剪剪切穩(wěn)定性[J];電氣技術;2011年02期

5 于曉鵬;;大棒生產線飛剪機簡介[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2011年02期

6 趙東平;;二高線1號飛剪剪切方式的改進[J];柳鋼科技;2012年01期

7 賈寒飛;趙建剛;賈瑤;陳云潔;;四種簡單結構飛剪的特點及設計[J];冶金設備;2013年05期

8 劉京華;;25噸飛剪機的改進及其高速化[J];重型機械;1980年09期

9 樊經恕;潘裕祥;;型鋼新型分段飛剪[J];上海金屬(鋼鐵分冊);1983年04期

10 康祖立;;飛剪的應用和發(fā)展[J];特殊鋼;1983年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李慧;楊正升;張增軍;邸紅霞;;宣鋼高線3#飛剪控制方式的改造[A];2008年全國軋鋼生產技術會議文集[C];2008年

2 夏云龍;;宣鋼高線3號飛剪定位不準問題的解決[A];2008年全國軋鋼生產技術會議文集[C];2008年

3 夏云龍;;宣鋼高線3號飛剪定位不準問題的解決[A];2008年河北省軋鋼技術與學術年會論文集（下）[C];2008年

4 趙衛(wèi)強;;啟停式飛剪控制[A];中國計量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

5 孫立彬;崔麗麗;;提高飛剪的剪切精度[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會論文集（下）[C];2009年

6 劉國慶;;翼城鋼鐵廠棒材車間1~#、2~#飛剪的設計與調試[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2010年年會論文集[C];2010年

7 郭洪葉;張旭;樊劍峰;呂少朋;陳金男;;港陸1250熱軋帶鋼廠轉鼓式飛剪控制系統(tǒng)的設計[A];中國計量協(xié)會冶金分會2010年會論文集[C];2010年

8 崔樺;樂金林;王輝;;飛剪長度精度控制與操作[A];第5屆中國金屬學會青年學術年會論文集[C];2010年

9 宋明;段志霞;;高線飛剪控制系統(tǒng)及其勵磁控制方式的改進[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產技術與學術交流會論文集（下）[C];2010年

10 同武鵬;鄒嬌娟;;2~#啟停式回轉飛剪的研究分析[A];陜西省機械工程學會第九次代表大會會議論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 南寧;國產高速飛剪的新成果[N];中國冶金報;2000年

2 張磊 虞舒佳;馬鋼三鋼軋總廠飛剪設備改造獲得重大突破[N];中國冶金報;2010年

3 ;中冶京誠自主研發(fā)大開口度330噸飛剪[N];世界金屬導報;2014年

4 劉會強;飛剪改造效果好[N];中國冶金報;2011年

5 ;開發(fā)5項專利創(chuàng)新10項技術[N];科技日報;2000年

6 王鐘強;六十五年前開辟美-中航線的“中國飛剪號”[N];中國航空報;2002年

7 京文;中冶京誠自主研發(fā)棒材低溫高速倍尺飛剪[N];中國冶金報;2011年

8 ;京誠瑞信剪機系列產品[N];世界金屬導報;2013年

9 ;京誠瑞信低溫高速倍尺飛剪的開發(fā)與應用[N];世界金屬導報;2013年

10 ;超緊湊高速飛剪在德國漢堡線材生產線投入運行[N];世界金屬導報;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建上;高精度飛剪定尺剪切精度研究[D];燕山大學;2015年

2 李東亭;偏心式飛剪位置伺服控制應用研究[D];東北大學;2011年

3 艾天資;寬幅橫切線控制系統(tǒng)研究[D];遼寧科技大學;2014年

4 王靜;某廠扁鋼生產線工藝設備的優(yōu)化設計[D];青島理工大學;2015年

5 劉永吉;棒材飛剪機控制系統(tǒng)的研究與設計[D];遼寧科技大學;2016年

6 徐思萌;飛剪機自動剪切控制系統(tǒng)研究[D];東北石油大學;2016年

7 劉聰;高速線材飛剪控制系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)改進[D];上海交通大學;2015年

8 嚴輝;新鋼1550mm酸軋線飛剪控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];東北大學;2013年

9 宮彥嶺;承鋼450T擺式飛剪動力學分析與測試研究[D];燕山大學;2008年

10 梁永江;四連桿飛剪機的優(yōu)化設計研究[D];湖南大學;2009年

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本文編號：665568