在圓坯連鑄生產(chǎn)過(guò)程中,結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面要求保持穩(wěn)定,一方面可以避免鋼渣卷入鋼水,影響鑄坯質(zhì)量,同時(shí)也有利于形成坯殼,避免漏鋼、溢鋼等事故,因此結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)在連鑄控制系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的作用。塞棒控制是結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)的核心,塞棒的開(kāi)關(guān)控制中間包流入結(jié)晶器的鋼水流量。由于結(jié)晶器液位控制具有時(shí)變性和非線性,同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中鋼渣等雜質(zhì)容易附著在塞棒表面,影響到正常的鋼水流動(dòng),加大了控制的難度。為了保證結(jié)晶器液面控制的效果,本文結(jié)合萊鋼800mm大圓坯連鑄機(jī)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際,對(duì)影響控制實(shí)現(xiàn)的因素進(jìn)行了分析,對(duì)影響結(jié)晶器液面控制的一些困難進(jìn)行了深入挖掘,找到了一些影響控制實(shí)現(xiàn)的解決辦法。澆鑄開(kāi)始階段,變化因素多,控制難度較大,無(wú)法直接進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié);在連續(xù)澆鑄過(guò)程中,變化因素減少,從而具備了自動(dòng)調(diào)節(jié)的條件。為了保證結(jié)晶器液面自動(dòng)調(diào)節(jié)的效果,將液面控制分為澆鑄開(kāi)始和正常澆鑄兩個(gè)階段,澆鑄開(kāi)始階段采用分段控制完成結(jié)晶器內(nèi)鋼水填充,澆鑄過(guò)程中采用PID方式維持結(jié)晶器液面穩(wěn)定。同時(shí),改進(jìn)了原有單級(jí)PID方法,分析和設(shè)計(jì)了串級(jí)PID控制方法實(shí)現(xiàn)塞棒的控制,主回路對(duì)結(jié)晶器液位進(jìn)行調(diào)節(jié),副回路對(duì)塞棒進(jìn)行調(diào)節(jié)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 結(jié)晶器液位控制的研究意義
    1.3 結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
2 結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)分析
    2.1 連鑄工藝介紹
    2.2 結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)
        2.2.1 結(jié)晶器液位檢測(cè)系統(tǒng)
        2.2.2 塞棒系統(tǒng)
    2.3 結(jié)晶器液位控制需要達(dá)到的目標(biāo)
        2.3.1 液位控制的特點(diǎn)
        2.3.2 影響結(jié)晶器液位變化的因素
        2.3.3 功能分析需求
        2.3.4 業(yè)務(wù)流程圖
    2.4 小結(jié)
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案
    3.1 設(shè)計(jì)原則
        3.1.1 可靠原則
        3.1.2 穩(wěn)定原則
        3.1.3 安全原則
        3.1.4 高效原則
        3.1.5 設(shè)備保護(hù)原則
    3.2 PLC硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 硬件工作環(huán)境
        3.2.2 CPU選型
        3.2.3 模擬量輸入（Analogy Input，AI）模板
        3.2.4 擬量輸出（Analogy Output，AO）模板
        3.2.5 數(shù)字量輸入（Digital Input，DI）模板
        3.2.6 數(shù)字量輸出（Digital Output，DO）模板
        3.2.7 本系統(tǒng)控制設(shè)備
    3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)
        3.3.1 Profibus-DP
        3.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)通信
        3.3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
    3.4 客戶機(jī)/服務(wù)器設(shè)計(jì)
        3.4.1 服務(wù)器冗余
        3.4.2 客戶機(jī)冗余
    3.5 小結(jié)
4 軟件設(shè)計(jì)
    4.1 結(jié)晶器液位信號(hào)的處理
        4.1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成與原理
        4.1.2 計(jì)算機(jī)信號(hào)的要求
        4.1.3 信號(hào)處理的原理
        4.1.4 結(jié)晶器液位信號(hào)濾波設(shè)計(jì)
    4.2 結(jié)晶器液位調(diào)節(jié)控制
        4.2.1 調(diào)節(jié)模式設(shè)計(jì)
        4.2.2 結(jié)晶器液位系統(tǒng)分析
        4.2.3 影響結(jié)晶器液位各工藝參數(shù)的分析
        4.2.4 開(kāi)澆階段液面控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.3 塞棒自動(dòng)沖洗程序
    4.4 結(jié)晶器液面自動(dòng)控制
        4.4.1 PID控制
        4.4.2 結(jié)晶器液面自動(dòng)控制基礎(chǔ)
        4.4.3 串級(jí)PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
        4.4.4 PID死區(qū)設(shè)計(jì)
        4.4.5 事故程序設(shè)計(jì)
    4.5 小結(jié)
5 軟件實(shí)現(xiàn)
    5.1 軟件編程
        5.1.1 編程軟件
        5.1.2 硬件組態(tài)
        5.1.3 軟件編程
        5.1.4 主要程序結(jié)構(gòu)
    5.2 HMI開(kāi)發(fā)
        5.2.1 系統(tǒng)登錄界面
        5.2.2 用戶權(quán)限管理
        5.2.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控
        5.2.4 狀態(tài)監(jiān)控畫面
    5.3 小結(jié)
6 測(cè)試與驗(yàn)證
    6.1 結(jié)晶器液位檢測(cè)系統(tǒng)的驗(yàn)證
    6.2 正常澆鑄液面控制
    6.3 澆鑄速度改變時(shí)的液位調(diào)節(jié)效果
    6.4 塞棒動(dòng)作曲線圖
    6.5 小結(jié)
7 總結(jié)
    7.1 分段控制與串級(jí)PID相結(jié)合的控制方式
    7.2 完善的HMI功能
    7.3 產(chǎn)品質(zhì)量得到提升
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]放射性液位檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用分析[J]. 龐朝輝,孫玉紅.  儀器儀表用戶. 2014(01)
[2]薄板坯連鑄液位波動(dòng)產(chǎn)生原因與控制[J]. 陳高亮,楊峰.  包鋼科技. 2013(05)
[3]實(shí)施PID參數(shù)整定提高苯酚丙酮裝置自控水平[J]. 張恒.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2012(03)
[4]快速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的研究[J]. 趙飛翔,馮冬芹,胡協(xié)和.  計(jì)算機(jī)工程. 2011(16)
[5]連鑄結(jié)晶器液位檢測(cè)與控制系統(tǒng)概述[J]. 曹建峰,孔意文.  鋼鐵技術(shù). 2010(03)
[6]結(jié)晶器專家系統(tǒng)在萊鋼寬厚板連鑄機(jī)中的應(yīng)用[J]. 劉海鯤,顏炳正,李鳳巧,董躍華,鮑紅賓.  山東冶金. 2010(02)
[7]用電解鋁液鑄造鋁合金熱軋錠坯的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 沈海鷗.  鑄造技術(shù). 2010(04)
[8]弧形連鑄機(jī)全自動(dòng)澆鋼控制系統(tǒng)的研究[J]. 李東輝,劉相華,王國(guó)棟.  鑄造技術(shù). 2006(03)
[9]數(shù)字PID控制算法的研究[J]. 歷風(fēng)滿.  遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[10]連鑄機(jī)結(jié)晶器的液位自動(dòng)控制[J]. 李建科.  山東冶金. 2004(01)

碩士論文
[1]連鑄生產(chǎn)中液位檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 高峰.武漢科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3057886