在鋼水精煉過程中,鋼包底吹氬氣技術(shù)的應用可以有效的加快鋼液內(nèi)物質(zhì)的反應速度、清除鋼水內(nèi)雜質(zhì)和有毒氣體、均勻鋼水溫度和混勻化學物質(zhì)成分,進一步提高了鋼液的純凈度。因此,鋼包底吹氬氣在鋼鐵冶煉領(lǐng)域得到了廣泛的應用。本文首先,闡述鋼包底吹氬氣工藝的歷史背景及發(fā)展概況,說明了在系統(tǒng)設(shè)備改造過程中鋼包底吹氬氣工藝的重要性。其次,通過查閱相關(guān)文獻,發(fā)現(xiàn)氬氣流量控制效果的好壞直接影響鋼鐵品質(zhì)的優(yōu)劣。同時,可以通過觀察鋼水裸露面的變化來進行流量控制,并進一步闡述采集鋼水裸露面圖像的原理,以及吹氬流量和鋼渣厚度對裸露面形成的影響。最后,本文設(shè)計以工業(yè)相機采集裸露面圖像為基礎(chǔ),結(jié)合LabVIEW軟件和西門子PLC,設(shè)計一種鋼包底吹氬氣監(jiān)控系統(tǒng),此系統(tǒng)底吹氬氣的設(shè)定值依據(jù)鋼水裸露面的變化情況來確定。因為在鋼水精煉的過程中,不同爐次之間鋼水溫度、高度、透氣磚透氣性能等對模型參數(shù)影響較大,而模糊控制器特別適用于數(shù)學模型未知和非線性系統(tǒng),同時,傳統(tǒng)PID在實際應用中并不能很好的滿足控制系統(tǒng)的要求,所以本文設(shè)計模糊自適應PID控制器替代PID控制。并通過Matlab/Simulink仿真證明了其控制的有效性,模糊自... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

底吹氬氣流量與鋼水表面裸露面積關(guān)系

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文11()=1()=11+1（式3.11）式中：1()：一階慣性傳函；：滯后時間；3.3.2被控對象模型的建立通過3.3.1的分析可以確定鋼包底吹氬氣系統(tǒng)的數(shù)學模型為一階滯后模型()=1+1，具體數(shù)學模型的參數(shù)，本文通過代入現(xiàn)場數(shù)據(jù)的方式來確定。系統(tǒng)輸入150L/min的氬氣流量，觀察并記錄氬氣流量變化情況，得到如下圖3.5所示響應曲線。流量（L/min）t/min圖3.5底吹氬氣控制系統(tǒng)響應曲線滯后一階慣性環(huán)節(jié)的時域階躍響應表達式:=0<01≥（式3.12）選取兩個時間點t1、t2，t1<t2且都大于滯后時間拐點，即大于τ，則對應的輸出為y(t1)，y(t2)則可以求得：=211(1)01(2)0=21(1)011(2)01(1)01(2)0（式3.13）為較為準確的求出T和τ，盡可能的構(gòu)建接近實際數(shù)學模型，在圖3.5中選取8個點，（22，47.7）（26，73.28）（34，102.15）（38，110.40）（50，127.65）（54，131.55）（62，137.40）（65，139.40）并將其帶入（3.8）式中求值，然后將四組數(shù)值求平均值，求得平均值即為參數(shù)值：T=19.3，τ=7.5。所以求得的數(shù)學模型為：()=119.3+17.5（式3.14）3.4本章小結(jié)本章主要說明了鋼包底吹氬氣工藝的設(shè)備組成，并給出兩種氬氣流量執(zhí)行器，選擇PCM調(diào)流器的控制方式。分析底吹氬氣系統(tǒng)的控制機理，得出數(shù)學模型是一階延遲模型，結(jié)合現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)最終求得被控對象模型是()=119.3+17.5。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文13圖4.1連續(xù)圖像采集模塊圖4.2鋼包內(nèi)亮圈大小示意圖4.2鋼水裸露面圖像的處理4.2.1灰度處理圖像灰度變換是以點對點映射的方式將原圖像的像素灰度值變換為新灰度值。假設(shè)輸入的圖像為(,)，輸出的圖像為(,)，則圖像灰度變換可由下式4.1表示:(,)=[(,)](式4.1)顯然，新的灰度值僅由原像素的灰度和灰度變換函數(shù)GST決定，圖像的像素點之間的空間關(guān)系不會改變�；叶茸儞Q主要用于圖像增強，通過它可以調(diào)整圖像的亮度和對比度，對圖像中的高灰度級或低灰度級進行壓縮或拓展。在NILbaVIEWVisionAssistant平臺上，調(diào)用ColorPlaneExtraction函數(shù)模塊選擇亮度灰度化算法對圖像進

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于二值化賦范梯度的中厚板表面缺陷檢測[J]. 梁穎,詹光曹,徐科.  表面技術(shù). 2019(10)
[2]鋼包底吹氬系統(tǒng)優(yōu)化與工業(yè)試驗[J]. 張旭孝,林路.  煉鋼. 2019(02)
[3]改進連鑄中間包工藝技術(shù)減少異常鑄坯產(chǎn)生[J]. 袁先鋒.  河北企業(yè). 2019(02)
[4]基于LabVIEW對圖像采集與處理技術(shù)的研究[J]. 呂金隆,李智.  機械設(shè)計與制造工程. 2016(08)
[5]250t鋼包底吹氬卷渣和鋼液裸露的模擬[J]. 鄭萬,屠浩,李光強,程輝武,朱誠意,谷繼剛.  過程工程學報. 2014(03)
[6]基于PLC的嵌入式智能控制研究[J]. 董玉林,楊帥.  科技與企業(yè). 2014(11)
[7]150t鋼包底吹氬卷渣行為的物理模擬[J]. 孫麗媛,李京社,唐海燕,黃婷,張牣彧.  特殊鋼. 2013(05)
[8]底吹氬鋼包精煉中鋼渣界面行為物理模擬[J]. 曹震,艾新港,李勝利,張少勇,王鑫.  遼寧科技大學學報. 2013(02)
[9]鐵軌表面缺陷的視覺檢測與識別算法[J]. 唐湘娜,王耀南.  計算機工程. 2013(03)
[10]鋼包底吹氬控制系統(tǒng)的完善與改進[J]. 李寧,徐長銳.  中國儀器儀表. 2013(01)

碩士論文
[1]模糊PID控制器的研究及其PLC實現(xiàn)[D]. 戴曉嘉.遼寧科技大學 2016
[2]鋼液液面高度自動測量系統(tǒng)的研制[D]. 吳云飛.東華大學 2016
[3]精煉爐氬氣流量的優(yōu)化設(shè)定與控制[D]. 崔東靜.東北大學 2009
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學 2006
[5]模糊PID控制器的設(shè)計研究[D]. 李曉丹.天津大學 2005



本文編號：3536645