宝钢热轧飞剪控制系统研究

发布时间：2017-10-18 23:09

  本文关键词：宝钢热轧飞剪控制系统研究

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【摘要】：钢铁工业是中国国民经济重要的基础工业,高精度带材同步剪切设备是钢筋加工过程中的重要设备,长期以来,中国目前主要依赖于进口设备,在其速度和精度等的重要指标上,与国外设备差距很大。随着钢铁产量的增加,钢铁品种需求的多样化和钢铁产品出口的增加,现代钢铁制造要求获得更高的产量和质量,因而需要提高生产效率并采用连续生产方式,在带钢生产线的连续剪切过程中飞剪机是十分重要的工业设备。一是对飞剪设备功能的拓展需求不断增加;更重要的是在飞剪设备的加工精度以及生产效率上的要求也在不断的提高。本文主要对国内外飞剪设备的技术应用和发展做了一个全面讨论,并且分析了飞剪控制系统的结构原理,对一般理论进行研究,本文的工作主要分为以下几个部分:首先,本文以宝钢热轧厂2050mm热轧飞剪控制系统在粗轧过程中的四连杆曲柄式飞剪以及精整过程中的施罗曼飞剪为例,分别介绍了两种飞剪的工艺布局,分析飞剪机控制系统以及各个部分在整个飞剪系统中的作用及原理,结合设备和工艺的特点,分析得出设备和工艺对电气设备的要求。其次,对四连杆曲柄式飞剪系统分切头、切尾和定尺剪切三个部分建立了控制模型,并对施罗曼飞剪的倍尺剪切和非倍尺剪切、夹送辊速度及定尺调节进行控制系统建模;并结合飞剪机的控制系统要求和组织结构,对飞剪机的控制原理进行整体的分析。再次,对飞剪机的机械结构应用Matlab软件中SimMechanics软件模块包并结合Simulink仿真软件进行建模与仿真,之后将仿真结果进行对比和分析。最后,通过仿真结果,分别分析飞剪控制系统中存在的速度同步控制、精准度控制、剪切长度控制以及防撞钢等在现场工作中遇到的实际问题,并通过改善控制方式及外界环境,对两种飞剪机系统进行优化改善。
【关键词】：四连杆电动曲柄式飞剪 施罗曼飞剪 数学模型 模拟仿真 优化控制
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG334.9;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 飞剪在冶金工业中的重要作用11
• 1.2 剪切机的基本概述11-16
• 1.2.1 剪切机的基本分类11-13
• 1.2.2 飞剪的基本分类13-16
• 1.3 国内外发展的现状16-18
• 1.3.1 国外剪切机的发展概况16-17
• 1.3.2 国内剪切机的发展概况17-18
• 1.4 飞剪的主要控制目标18-19
• 1.4.1 剪切速度同步控制18
• 1.4.2 带钢剪切精准度控制18-19
• 1.4.3 带钢长度检测控制19
• 1.4.4 剪切撞钢优化控制19
• 1.5 本文主要研究内容和章节安排19-21
• 第二章 飞剪的工艺流程与控制实现21-43
• 2.1 飞剪控制系统设备简介21-23
• 2.2 飞剪机组自动化系统的工艺流程23-27
• 2.2.1 四连杆电动曲柄式飞剪工艺流程23-25
• 2.2.2 施罗曼飞剪工艺流程25-27
• 2.3 飞剪系统的控制原理27-34
• 2.3.1 2050mm热轧飞剪系统27-31
• 2.3.2 飞剪部分控制原理分析31-34
• 2.4 飞剪设备电气控制系统34-36
• 2.4.1 测量辊和夹送辊的控制34
• 2.4.2 剪切系统对电气方面的要求34-36
• 2.5 剪切机动力分析36-41
• 2.5.1 飞剪控制轨迹36-37
• 2.5.2 飞剪动作的分阶段分析37-41
• 2.6 本章小结41-43
• 第三章 飞剪控制系统模型分析43-57
• 3.1 飞剪控制系统任务管理的划分43-45
• 3.2 四连杆曲柄连轴剪切系统建模45-52
• 3.2.1 飞剪区域的带钢跟踪45-46
• 3.2.2 切头时的控制模型46-48
• 3.2.3 切尾时的控制模型48-51
• 3.2.4 定尺剪切时的控制模型51-52
• 3.3 施罗曼飞剪系统建模52-56
• 3.3.1 倍尺剪切与非倍尺剪切控制模型52-53
• 3.3.2 夹送辊速度的调节53-54
• 3.3.3 定尺调节控制模型54-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 飞剪控制系统仿真57-67
• 4.1 建立仿真模型57-63
• 4.1.1 仿真需求模块简介57-58
• 4.1.2 飞剪机模块框图的搭建58-60
• 4.1.3 SimMechanics模块参数设置60-63
• 4.2 仿真结果运行与分析63-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 飞剪控制系统的问题分析与解决67-85
• 5.1 飞剪控制数据采集与传送分析67-73
• 5.1.1 检测装置对剪切精度的影响67-70
• 5.1.2 剪切控制系统改进70-73
• 5.2 施罗曼飞剪速度与长度控制分析73-77
• 5.2.1 飞剪的速度同步控制分析74-75
• 5.2.2 飞剪长度控制分析75-77
• 5.3 施罗曼飞剪防撞钢控制77-82
• 5.3.1 原有速度控制存在的问题77-78
• 5.3.2 防止飞剪撞钢速度控制技术的原理78-81
• 5.3.3 改进后控制效果分析81-82
• 5.4 本章小结82-85
• 第六章 结束语85-87
• 6.1 结论85-86
• 6.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91

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