基于分布式多处理器控制的棒材穿水冷却系统的设计

发布时间：2017-08-15 17:10

  本文关键词：基于分布式多处理器控制的棒材穿水冷却系统的设计

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【摘要】：棒材的生产正朝着连续化、高速化方向发展,这就决定了棒材在轧制后要能够实现快速冷却,以提高生产效率。目前应用穿水冷却技术实现棒材轧制过程中的冷却已得到业内的认可。不过传统的穿水冷却控制系统自动化程度较低,特别在中小型钢铁企业中,控制方式一般为单机开环控制,只能实现简单的单任务顺序控制,某些工序还需要人工操作,很难保证较高的控制精度和效率,更难满足棒材冷却控制的快速性和稳定性。本文针对棒材穿水冷却工艺的原理、特点及工艺流程展开研究,分析穿水冷却过程中的核心控制因素,即冷却水的压力、温度及流量和棒材轧件在穿水前后的温度。结合目前分布式多处理器控制技术的发展状况,提出了棒材穿水冷却的分布式多处理器闭环控制方案。这种控制方式结合了分布式控制和多处理器的优点,将分布式多处理器的思想应用于棒材穿水冷却系统中,设计了棒材穿水冷却控制系统的体系结构。通过对棒材穿水冷却控制环节的研究,对现场软硬件进行选型设计;并通过西门子PLC编程软件STEP 7完成了棒材穿水冷却闭环控制系统的程序设计;通过西门子组态软件WINCC设计了监控系统。棒材穿水冷却分布式多处理器闭环控制系统可以根据穿水后轧钢的温度来对系统进行闭环控制,实现棒材穿水后温度控制在较合理的范围内,保证了棒材的高质量生产。通过与传统棒材穿水冷却控制系统以及分布式多处理器闭环控制系统的上位机监控显示轧后温度的稳定性分析,说明了基于分布式多处理器控制的棒材穿水冷却系统设计的可行性,不但使控制系统的稳定性和可靠性得到提高,同时还实现了控制系统的快速响应,减少了过多的人工干预,提升了棒材的冷却精度。
【关键词】：棒材轧制 穿水冷却 分布式多处理器 闭环控制 上位机
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.62
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 概述8-11
• 1.1.1 控轧控冷工艺简介8-10
• 1.1.2 控轧控冷工艺的发展及目前存在的问题10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 穿水冷却国外研究现状11
• 1.2.2 穿水冷却国内研究现状11-13
• 1.2.3 多处理器控制的发展现状13
• 1.3 课题研究的目的和意义13-14
• 1.4 课题研究的主要内容14-16
• 2 棒材穿水冷却系统的工艺研究16-22
• 2.1 棒材穿水冷却系统的工艺16-18
• 2.1.1 棒材穿水冷却基本原理16
• 2.1.2 棒材控轧控冷的工艺特点16-17
• 2.1.3 棒材控轧控冷工艺布置及流程17-18
• 2.2 棒材穿水冷却工艺控制因素18-20
• 2.2.1 冷却水的压力、温度与流量控制18-20
• 2.2.2 轧件穿水前后温度控制20
• 2.3 本章小结20-22
• 3 分布式多处理器控制系统设计22-28
• 3.1 多处理器控制概述22
• 3.2 分布式多处理器系统22-24
• 3.2.1 分布式控制系统22-23
• 3.2.2 分布式多处理器系统23-24
• 3.3 基于分布式多处理器控制的棒材穿水冷却系统体系结构设计24-26
• 3.4 本章小结26-28
• 4 棒材穿水冷却闭环控制系统的设计28-42
• 4.1 棒材穿水冷却工艺过程的控制环节28-31
• 4.2 系统硬件的选型设计31-33
• 4.2.1 传感器的选型设计31
• 4.2.2 变频水泵的选型设计31-33
• 4.3 PLC控制柜的选型与设计33-35
• 4.3.1 PLC概述33-34
• 4.3.2 PLC选型34
• 4.3.3 系统I/O点配置设计34-35
• 4.4 穿水冷却控制系统的程序设计35-41
• 4.4.1 棒材温度自动控制程序设计36-40
• 4.4.2 报警中断程序设计40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 上位机监控系统的设计及应用42-50
• 5.1 上位机监控系统概述42-44
• 5.1.1 组态软件概述及选择42-43
• 5.1.2 WINCC建立程序项目的步骤43-44
• 5.2 设计的监控画面及应用效果分析44-48
• 5.3 本章小结48-50
• 6 结论与展望50-52
• 6.1 主要研究工作50
• 6.2 展望50-52
• 参考文献52-56
• 硕士研究生学习阶段发表的论文56-58
• 附录1 棒材温度自动控制程序58-62
• 附录2 水泵的变频启动程序62-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 华容;PLC在集散控制系统中的作用及其发展趋势[J];电工技术杂志;2000年03期

2 张伟;陈熙平;马金涛;;基于PLC的主变冷却控制系统运行分析[J];电工技术;2013年08期

3 於亮;刘军会;宋惠改;;控轧控冷技术的发展和应用[J];河北冶金;2006年01期

4 黄剑;;热轧带钢层流冷却控制系统[J];控制工程;2013年S1期

5 李建洲;王建海;;基于变频调速技术在恒压供水工程中的分析和探讨[J];科技资讯;2009年26期

6 李克;孟帅;;莱钢宽厚板冷却控制系统优化[J];电子测试;2013年07期

7 林琳;;机架间冷却水控制系统在莱钢的应用[J];自动化应用;2013年06期

8 段晓秀;;带钢热连轧层流冷却智能控制技术研究[J];一重技术;2014年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 周文斌;基于工业自动化组态软件的泵站监测控制系统研究[D];西安建筑科技大学;2003年

2 池武;轴承钢棒线材控轧控冷工艺研究[D];上海交通大学;2009年

3 杨伟欢;分布式多处理器系统在穿水冷却过程中的应用[D];北京建筑工程学院;2012年

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本文编号：679324