發(fā)布時(shí)間：2021-06-30 15:47

　　在現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的連鑄生產(chǎn)中,隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,對(duì)穩(wěn)定性、可靠性和鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)連鑄機(jī)結(jié)晶器液位控制精度的要求也越來(lái)越高。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)是連鑄生產(chǎn)過(guò)程中極其重要的環(huán)節(jié)之一,在鋼水的澆鑄過(guò)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(dòng)會(huì)使保護(hù)渣和鋼渣一起隨鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼,這樣會(huì)影響鑄坯的質(zhì)量,甚至?xí)斐膳鳉ぴ诮Y(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(gè)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(shí)變性和非線性等特性,而且存在許多不確定擾動(dòng)因素,控制系統(tǒng)無(wú)法建立準(zhǔn)確的模型,常規(guī)的控制方法已經(jīng)滿足不了越來(lái)越高的自動(dòng)化生產(chǎn)和高質(zhì)量的要求。近年來(lái)出現(xiàn)了很多智能化液位控制方法,不同程度上改進(jìn)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(dòng)控制系統(tǒng)在鞍鋼連鑄機(jī)上的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。鞍鋼的板坯連鑄機(jī)采用由西門子S7-3O0PLC、VUHZ液位檢測(cè)系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的液位控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制結(jié)晶器鋼水液位。在鋼水澆注過(guò)程中,只要通過(guò)上位機(jī)人為設(shè)定所要保持的鋼水液位,自動(dòng)控制系統(tǒng)就可以根據(jù)鋼水... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jī)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(cè)與控制方法的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 結(jié)晶器液位檢測(cè)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(diǎn)
        1.5.2 S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)
    1.6 本論文主要的研究?jī)?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(duì)象的模型
        2.3.1 伺服閥的數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 結(jié)晶器鋼水流出量的數(shù)學(xué)模型
        2.3.3 中間包鋼水重量與滑動(dòng)水口流速關(guān)系的數(shù)學(xué)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(dòng)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(jī)之間通訊的配置
    3.3 液位檢測(cè)方式的選擇
        3.3.1 液位檢測(cè)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(diǎn)
        3.3.4 液位傳感器冷卻水的技術(shù)指標(biāo)
        3.3.5 計(jì)值單元的功能
    3.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.4.1 塞棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方式與特點(diǎn)
        3.4.2 本課題液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理
    本章小結(jié)
4 控制程序的編程與實(shí)現(xiàn)
    4.1 SIMATIC STEP7簡(jiǎn)介
    4.2 本課題應(yīng)用到STEP7程序塊
    4.3 控制程序中液位實(shí)際值的計(jì)算
        4.3.1 液位實(shí)際值的計(jì)算原理
        4.3.2 液位實(shí)際值計(jì)算的程序編寫
    4.4 塞棒實(shí)際位置在程序中的計(jì)算
    4.5 上位機(jī)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)
        4.5.1 WinCC組態(tài)軟件概述
        4.5.2 監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)
    本章小結(jié)
5 系統(tǒng)模擬測(cè)試
    5.1 液位檢測(cè)系統(tǒng)的精確性
    5.2 塞棒位置檢測(cè)的精確性
    5.3 塞棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度
    5.4 實(shí)際上線運(yùn)行狀態(tài)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]液位傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 謝紅,冀少威.  應(yīng)用科技. 2009(11)
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[4]唐鋼薄板坯連鑄結(jié)晶器液位波動(dòng)原因[J]. 姚海明.  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2007(06)
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[6]可編程控制器（PLC）的應(yīng)用及維護(hù)[J]. 黃海.  特鋼技術(shù). 2006(04)
[7]S7-300系列PLC與組態(tài)軟件WinCC實(shí)現(xiàn)通信的方法[J]. 毛聯(lián)杰.  電氣時(shí)代. 2006(09)
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碩士論文
[1]連鑄機(jī)液位監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)[D]. 劉利云.南昌大學(xué) 2006
[2]連鑄機(jī)結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 柳林林.南昌大學(xué) 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(xué) 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(wàn)峰.武漢科技大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3258032