在現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的連鑄生產(chǎn)中,隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高和市場競爭的日益激烈,對穩(wěn)定性、可靠性和鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴格,對連鑄機結(jié)晶器液位控制精度的要求也越來越高。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)是連鑄生產(chǎn)過程中極其重要的環(huán)節(jié)之一,在鋼水的澆鑄過程中,結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液位不穩(wěn)定或者大幅度的波動會使保護渣和鋼渣一起隨鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼,這樣會影響鑄坯的質(zhì)量,甚至會造成坯殼在結(jié)晶器內(nèi)縱裂發(fā)生結(jié)晶器漏鋼和溢鋼的重大事故,所以必須將結(jié)晶器鋼水液位控制在一個精確合適的范圍內(nèi)。但是由于結(jié)晶器液位系統(tǒng)具有時變性和非線性等特性,而且存在許多不確定擾動因素,控制系統(tǒng)無法建立準確的模型,常規(guī)的控制方法已經(jīng)滿足不了越來越高的自動化生產(chǎn)和高質(zhì)量的要求。近年來出現(xiàn)了很多智能化液位控制方法,不同程度上改進了結(jié)晶器液位的控制效果。本論文研究的是基于S7-300結(jié)晶器液位自動控制系統(tǒng)在鞍鋼連鑄機上的設(shè)計和應(yīng)用。鞍鋼的板坯連鑄機采用由西門子S7-3O0PLC、VUHZ液位檢測系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機構(gòu)組成的液位控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動控制結(jié)晶器鋼水液位。在鋼水澆注過程中,只要通過上位機人為設(shè)定所要保持的鋼水液位,自動控制系統(tǒng)就可以根據(jù)鋼水... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景、目的和意義
    1.2 連鑄機主要設(shè)備和工藝流程介紹
    1.3 連鑄技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 結(jié)晶器液位檢測與控制方法的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 結(jié)晶器液位檢測方法
        1.4.2 結(jié)晶器液位控制現(xiàn)狀
    1.5 可編程序控制器PLC介紹
        1.5.1 PLC的分類和特點
        1.5.2 S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)
    1.6 本論文主要的研究內(nèi)容
2 結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)和控制方法
    2.1 結(jié)晶器液位控制的難題
    2.2 結(jié)晶器液位控制方式的選擇
        2.2.1 結(jié)晶器液位控制方式
        2.2.2 本課題液位控制方式的選擇
    2.3 建立被控對象的模型
        2.3.1 伺服閥的數(shù)學模型
        2.3.2 結(jié)晶器鋼水流出量的數(shù)學模型
        2.3.3 中間包鋼水重量與滑動水口流速關(guān)系的數(shù)學模型
        2.3.4 結(jié)晶器鋼水液位模型
    2.4 PID控制原理
    2.5 PID控制算法
        2.5.1 位置型PID控制算法
        2.5.2 增量型PID控制算法
    2.6 本課題的液位控制系統(tǒng)分析
    本章小結(jié)
3 結(jié)晶器液位自動控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
    3.1 液位控制系統(tǒng)S7-300的硬件組成
    3.2 液位控制系統(tǒng)與上位機之間通訊的配置
    3.3 液位檢測方式的選擇
        3.3.1 液位檢測方式的比較
        3.3.2 SH7-S10型液位傳感器的工作原理
        3.3.3 SH7-S10型液位傳感器結(jié)構(gòu)及特點
        3.3.4 液位傳感器冷卻水的技術(shù)指標
        3.3.5 計值單元的功能
    3.4 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計
        3.4.1 塞棒執(zhí)行機構(gòu)的方式與特點
        3.4.2 本課題液壓執(zhí)行機構(gòu)的原理
    本章小結(jié)
4 控制程序的編程與實現(xiàn)
    4.1 SIMATIC STEP7簡介
    4.2 本課題應(yīng)用到STEP7程序塊
    4.3 控制程序中液位實際值的計算
        4.3.1 液位實際值的計算原理
        4.3.2 液位實際值計算的程序編寫
    4.4 塞棒實際位置在程序中的計算
    4.5 上位機監(jiān)控畫面的設(shè)計
        4.5.1 WinCC組態(tài)軟件概述
        4.5.2 監(jiān)控畫面的設(shè)計
    本章小結(jié)
5 系統(tǒng)模擬測試
    5.1 液位檢測系統(tǒng)的精確性
    5.2 塞棒位置檢測的精確性
    5.3 塞棒執(zhí)行機構(gòu)的響應(yīng)速度
    5.4 實際上線運行狀態(tài)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]液位傳感器檢測系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 謝紅,冀少威.  應(yīng)用科技. 2009(11)
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[3]連鑄浸入式水口結(jié)瘤現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 吳蘇州,張炯明.  鋼鐵研究學報. 2007(12)
[4]唐鋼薄板坯連鑄結(jié)晶器液位波動原因[J]. 姚海明.  鋼鐵研究學報. 2007(06)
[5]基于模糊自適應(yīng)PID的鑄軋機結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)[J]. 曹光明,吳迪,張殿華.  控制與決策. 2007(04)
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[7]S7-300系列PLC與組態(tài)軟件WinCC實現(xiàn)通信的方法[J]. 毛聯(lián)杰.  電氣時代. 2006(09)
[8]S7-300及工控組態(tài)軟件WinCC的應(yīng)用[J]. 李鳴.  兵工自動化. 2006(07)
[9]PID-DMC算法及其在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 張文安,徐建明,俞立.  控制工程. 2005(01)
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碩士論文
[1]連鑄機液位監(jiān)控軟件的開發(fā)[D]. 劉利云.南昌大學 2006
[2]連鑄機結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 柳林林.南昌大學 2006
[3]連鑄結(jié)晶器液位模糊PID控制方法研究[D]. 張逸君.天津大學 2006
[4]一種PID參數(shù)模糊自整定控制器在結(jié)晶器液位控制中的應(yīng)用研究[D]. 趙萬峰.武漢科技大學 2003



本文編號：3258032