本文關(guān)鍵詞：臺(tái)達(dá)PLC控制鋼坯生產(chǎn)線冷卻系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,自動(dòng)化技術(shù)在鋼坯生產(chǎn)過程中的應(yīng)用十分廣泛,減少鋼坯缺陷與降低成本成為提高企業(yè)生產(chǎn)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。輸送輥在鋼廠消耗量比較大,受高溫鋼坯輻射與熱傳導(dǎo)的作用其工作環(huán)境很惡劣,因此對(duì)輸送輥的有效冷卻是提高其使用壽命的重要手段。通過分析冷卻水對(duì)輸送輥溫度場(chǎng)的影響,探索其內(nèi)在規(guī)律,為今后設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)提供理論依據(jù)。鋼廠冷卻水用量非常大,利用PLC控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、PID控制有機(jī)結(jié)合的控制方案,在有效滿足冷卻的同時(shí),實(shí)現(xiàn)節(jié)水與節(jié)能具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要工作如下：1、利用Fluent軟件分析紅熱鋼坯對(duì)輥道的實(shí)際傳熱過程,引入合理的假設(shè)對(duì)輥道模型適當(dāng)簡(jiǎn)化,對(duì)模型施加邊界條件分析輥道內(nèi)不同冷卻條件下對(duì)輥道溫度場(chǎng)的影響,為計(jì)算輥道冷卻水參數(shù)奠定基礎(chǔ)。2、針對(duì)鋼廠高溫、高濕和復(fù)雜的電磁環(huán)境,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性原則,以輸送輥為例構(gòu)建了冷卻系統(tǒng)具體控制方案。對(duì)方案中的硬件進(jìn)行選型與分析,根據(jù)選型結(jié)果設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng),并繪制了相關(guān)電路圖。3、利用組態(tài)王作為上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。依據(jù)鋼坯冷卻系統(tǒng)的具體要求構(gòu)建了監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行、信息傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。
【關(guān)鍵詞】：溫度場(chǎng) Fluent 變頻調(diào)速 臺(tái)達(dá)PLC PID 鋼坯輥道
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF345
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-14
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 本課題涉及領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 輥道溫度場(chǎng)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀11
• 1.2.3 可編程邏輯控制器(PLC)的特點(diǎn)與應(yīng)用11-12
• 1.2.4 臺(tái)達(dá)PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用12
• 1.3 課題的來源12-13
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排13-14
• 2 輥道溫度場(chǎng)的分析14-35
• 2.1 溫度場(chǎng)求解理論基礎(chǔ)14-17
• 2.1.1 傅里葉定律與熱傳導(dǎo)14-15
• 2.1.2 熱輻射15
• 2.1.3 熱對(duì)流15-16
• 2.1.4 邊界條件16
• 2.1.5 幾何條件與物理?xiàng)l件16
• 2.1.6 Fluent軟件16-17
• 2.2 輥道溫度場(chǎng)研究思路的介紹17-19
• 2.2.1 輥道的相關(guān)參數(shù)17-18
• 2.2.2 鋼坯對(duì)輥道傳熱的分析18-19
• 2.3 輸送輥道二維模型的構(gòu)建19-23
• 2.3.1 輸送輥實(shí)際模型19
• 2.3.2 輸送輥道模型簡(jiǎn)化19-21
• 2.3.3 Fluent軟件對(duì)模型處理21-23
• 2.4 Fluent軟件求解模型的設(shè)置23-25
• 2.4.1 求解器的設(shè)置23
• 2.4.2 求解模型中湍流設(shè)置23-24
• 2.4.3 Fluent軟件邊界條件與材料的設(shè)置24-25
• 2.5 Fluent軟件求解過程25-26
• 2.6 輥道溫度場(chǎng)模擬計(jì)算結(jié)果及分析26-34
• 2.6.1 鋼坯與輥道熱接觸26-30
• 2.6.2 輥道外部環(huán)境溫度的模擬30-32
• 2.6.3 鋼坯對(duì)輥道軸向模型的熱輻射分析32-34
• 2.7 結(jié)果分析34
• 2.8 本章小結(jié)34-35
• 3 控制系統(tǒng)的硬件選型與設(shè)計(jì)35-51
• 3.1 冷卻系統(tǒng)控制方案的確定35-37
• 3.1.1 冷卻系統(tǒng)的缺陷35
• 3.1.2 冷卻系統(tǒng)供水方案的選擇35
• 3.1.3 冷卻系統(tǒng)供水方案中變頻運(yùn)行方式35-36
• 3.1.4 冷卻系統(tǒng)供水方案中PID控制36-37
• 3.2 控制系統(tǒng)主要配置的選型37-43
• 3.2.1 PLC及其擴(kuò)展模塊的選型37-40
• 3.2.2 變頻器的選型40-42
• 3.2.3 觸摸屏的選型42-43
• 3.2.4 壓力變送器的選型43
• 3.3 PID控制器的選擇43-44
• 3.4 控制系統(tǒng)電路圖的分析與設(shè)計(jì)44-48
• 3.4.1 控制系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì)44-45
• 3.4.2 系統(tǒng)控制電路的分析與設(shè)計(jì)45-46
• 3.4.3 PLC與變頻器外部接線46-47
• 3.4.4 PLC的I/O端子分配47-48
• 3.5 變頻器基本功能的設(shè)定48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)51-64
• 4.1 臺(tái)達(dá)PLC與PC通訊的建立51-53
• 4.2 系統(tǒng)控制程序整體結(jié)構(gòu)53-54
• 4.2.1 水泵運(yùn)行與切換控制程序53-54
• 4.3 系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)54-57
• 4.3.1 編程軟件54
• 4.3.2 冷卻系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行過程分析54-55
• 4.3.3 自動(dòng)運(yùn)行控制程序流程圖55-56
• 4.3.4 初始化程序56-57
• 4.4 觸摸屏程序設(shè)計(jì)57-60
• 4.4.1 觸摸屏編程軟件57
• 4.4.2 觸摸屏界面總體設(shè)計(jì)57-58
• 4.4.3 觸摸屏界面58-60
• 4.5 PID控制在冷卻系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)60-63
• 4.5.1 MM440變頻器的調(diào)試61
• 4.5.2 PID控制中目標(biāo)值與反饋值的設(shè)定61-62
• 4.5.3 變頻器PID參數(shù)的設(shè)定62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 5 組態(tài)王遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)64-69
• 5.1 組態(tài)王的概述64
• 5.2 組態(tài)王遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)64-68
• 5.2.1 組態(tài)王與臺(tái)達(dá)PLC通信的實(shí)現(xiàn)64-67
• 5.2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求67
• 5.2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟67
• 5.2.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)畫面的設(shè)計(jì)67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論69-70
• 7 展望70-71
• 8 參考文獻(xiàn)71-76
• 9 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況76-77
• 10 致謝77

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