在鋼水精煉過(guò)程中,鋼包底吹氬氣技術(shù)的應(yīng)用可以有效的加快鋼液內(nèi)物質(zhì)的反應(yīng)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(xué)物質(zhì)成分,進(jìn)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(yīng)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(shuō)明了在系統(tǒng)設(shè)備改造過(guò)程中鋼包底吹氬氣工藝的重要性。其次,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn),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(shí),可以通過(guò)觀察鋼水裸露面的變化來(lái)進(jìn)行流量控制,并進(jìn)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(duì)裸露面形成的影響。最后,本文設(shè)計(jì)以工業(yè)相機(jī)采集裸露面圖像為基礎(chǔ),結(jié)合LabVIEW軟件和西門(mén)子PLC,設(shè)計(jì)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(lái)確定。因?yàn)樵阡撍珶挼倪^(guò)程中,不同爐次之間鋼水溫度、高度、透氣磚透氣性能等對(duì)模型參數(shù)影響較大,而模糊控制器特別適用于數(shù)學(xué)模型未知和非線性系統(tǒng),同時(shí),傳統(tǒng)PID在實(shí)際應(yīng)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(jì)模糊自適應(yīng)PID控制器替代PID控制。并通過(guò)Matlab/Simulink仿真證明了其控制的有效性,模糊自... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xué)碩士學(xué)位論文11()=1()=11+1（式3.11）式中：1()：一階慣性傳函；：滯后時(shí)間；3.3.2被控對(duì)象模型的建立通過(guò)3.3.1的分析可以確定鋼包底吹氬氣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為一階滯后模型()=1+1，具體數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，本文通過(guò)代入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的方式來(lái)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(yīng)曲線。流量（L/min）t/min圖3.5底吹氬氣控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線滯后一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)域階躍響應(yīng)表達(dá)式:=0<01≥（式3.12）選取兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)t1、t2，t1<t2且都大于滯后時(shí)間拐點(diǎn)，即大于τ，則對(duì)應(yīng)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(zhǔn)確的求出T和τ，盡可能的構(gòu)建接近實(shí)際數(shù)學(xué)模型，在圖3.5中選取8個(gè)點(diǎn)，（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(xué)模型為：()=119.3+17.5（式3.14）3.4本章小結(jié)本章主要說(shuō)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(jī)理，得出數(shù)學(xué)模型是一階延遲模型，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)最終求得被控對(duì)象模型是()=119.3+17.5。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(diǎn)之間的空間關(guān)系不會(huì)改變�；叶茸儞Q主要用于圖像增強(qiáng)，通過(guò)它可以調(diào)整圖像的亮度和對(duì)比度，對(duì)圖像中的高灰度級(jí)或低灰度級(jí)進(jìn)行壓縮或拓展。在NILbaVIEWVisionAssistant平臺(tái)上，調(diào)用ColorPlaneExtraction函數(shù)模塊選擇亮度灰度化算法對(duì)圖像進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于二值化賦范梯度的中厚板表面缺陷檢測(cè)[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(yàn)[J]. 張旭孝,林路.  煉鋼. 2019(02)
[3]改進(jìn)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(duì)圖像采集與處理技術(shù)的研究[J]. 呂金隆,李智.  機(jī)械設(shè)計(jì)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(wàn),屠浩,李光強(qiáng),程輝武,朱誠(chéng)意,谷繼剛.  過(guò)程工程學(xué)報(bào). 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(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[9]鐵軌表面缺陷的視覺(jué)檢測(cè)與識(shí)別算法[J]. 唐湘娜,王耀南.  計(jì)算機(jī)工程. 2013(03)
[10]鋼包底吹氬控制系統(tǒng)的完善與改進(jìn)[J]. 李寧,徐長(zhǎng)銳.  中國(guó)儀器儀表. 2013(01)

碩士論文
[1]模糊PID控制器的研究及其PLC實(shí)現(xiàn)[D]. 戴曉嘉.遼寧科技大學(xué) 2016
[2]鋼液液面高度自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的研制[D]. 吳云飛.東華大學(xué) 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(xué) 2009
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
[5]模糊PID控制器的設(shè)計(jì)研究[D]. 李曉丹.天津大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3536645