真空自耗炉计算机控制系统设计与熔滴控制方法研究
发布时间：2020-08-14 06:14
【摘要】：真空自耗炉是冶炼高品质钛、钛合金的主要设备,也可以用来冶炼高质量合金钢。随我国经济的快速发展,对高质量钛和合金钢的需求越来越大。国内目前自行设计的真空自耗炉计算机控制系统可以用来冶炼钛以及钛合金,但冶炼的合金钢的质量低。国内生产所用的真空自耗炉大部分还是从国外进口,因此自主研制真空自耗炉及配套的控制系统具有重要的应用价值。本文以某研究院实际项目为背景,开发出一套真空自耗炉计算机控制系统,并对熔滴控制方法进行研究,以改进系统弧长控制效果。首先对真空自耗炉的工艺特点和设备情况进行了介绍,然后据此设计计算机控制系统。控制系统由上下位机组成。上位机采用工业控制计算机,利用WinCC组态软件编程,实现人机交互;下位机主要实现控制功能,选用西门子S7-300PLC系列产品作为控制器,并采取现场总线分布式控制结构。弧长的稳定与否对铸锭的质量有很大影响。传统方法通过控制弧压来控制弧长,控制简单方便但控制精度差,熔炼出的钢品质达不到要求。因此本文利用熔炼过程中的熔滴短路现象来控制弧长。并且为了适应实际生产模型非线性,时变的特点,设计了模糊自整定PID控制器,用simulink对控制器进行仿真研究,验证了智能控制器的优越性,为下一步运用于实际生产打下坚实基础。
【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】：TF355;TP273.5
【图文】：
真空自耗炉的熔炼原理就是把待熔炼的原料制作成标准柱状的自耗电极，然逡逑后在真空环境下靠自耗电极和底料之间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为逡逑热能，加热并熔化金属，最后再在坩埚内冷却结晶［２］。如图１．１所示。当液态金属逡逑以熔滴的形式，通过近４７００°Ｃ高温电弧Ｋ向水冷铜坩埚内过渡时，金属中的杂逡逑质和有害气体在高温电离的作用下快速挥发，达到除杂的目的。在铜坩埚中保持逡逑液态时，熔池在电弧高温加热下受到搅拌，一些易挥发杂质将加速扩散到熔池表逡逑面被去除，合金的化学成分经搅拌可达到充分均匀。在凝固过程中，可实现熔融逡逑．１邋？逡逑
第３章真空自耗炉控制系统设计逡逑择根据工艺控制条件对Ｉ／Ｏ点数作出一个准确的统计，在这个统计数据的基础上逡逑再增加１０％－３０％的余量来确定Ｉ／Ｏ总点数［１９］。控制系统组成框图如图３．１所示。逡逑ｕｐｓ邋电源逦ｉ逡逑ｉ逦丨工控机，１９＂邋ＬＣＤ逡逑；邋ｊ逦？逡逑工业以太网逡逑、「一一、逦Ｐｒｏｆｉｂｕｓ邋总线逡逑ｍ－S缅危又亓浚樱樱Γ慑澹垮义希戾蔚缂焖馘蔚缂馘慰蚣艹狄贫淦灯麇义媳淦灯麇嗡欧拗疲掊五邋五五义希撸豢笸ɑ荒暌涌殄义希俊ⅲ薄梗咤澹何瑁卞澹。蓿玻澹校拢板澹殄澹遥裕眨模校埃卞义希校蹋茫簦澹常蓿蓿蓿睿殄澹冢藻危慑危慑危慑澹停铮洌猓酰箦遄芟咤义希担峰澹常埃板澹桑垮澹殄澹铄澹掊澹鲥澹叔澹体澹慑义峡刂乒瘢赍尾僮魇也僮魈ㄥ温安僮魈ㄥ螒萍终靖哐沟脱刮然】卣婵占棋义戏终荆牛裕玻埃埃湾宸终荆牛裕玻埃埃湾澹牛裕玻埃埃偷缍缺淼缍缺碇破麇义希桑蓿拢у澹В停酰义希氐鹘阱危俚鹘阱义希簦螅蹂澹掊澹掊义狭髁考觳饬髁康鹘谖露燃觳忮义贤迹常奔扑慊刂葡低辰峁褂肱渲缅义希疲椋珏澹常卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹幔睿溴澹悖铮睿妫椋纾酰颍幔簦椋铮铄澹铮驽澹悖铮恚穑酰簦澹蝈澹悖铮睿簦颍铮戾澹螅螅簦澹礤义希常澹布扑慊低秤布湫蜕杓棋义希常澹玻笨刂葡低常桑媳礤义细萸懊娼樯艿目刂葡低彻δ芤蠹跋低匙槌稍硗迹芙岢鱿低承枰腻义希桑系悖直鹞海保蹈瞿Ｄ饬渴淙耄绫恚常彼唬掣瞿Ｄ饬渴涑觯绫恚常插义纤荆梗案鍪至渴淙耄ㄓ糜诩觳飧髦植考刈刺尬恍藕诺龋矗蹈鍪皱义狭渴涑觯ㄓ糜诳刂品趴
本文编号：2792624
【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】：TF355;TP273.5
【图文】：
真空自耗炉的熔炼原理就是把待熔炼的原料制作成标准柱状的自耗电极，然逡逑后在真空环境下靠自耗电极和底料之间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为逡逑热能，加热并熔化金属，最后再在坩埚内冷却结晶［２］。如图１．１所示。当液态金属逡逑以熔滴的形式，通过近４７００°Ｃ高温电弧Ｋ向水冷铜坩埚内过渡时，金属中的杂逡逑质和有害气体在高温电离的作用下快速挥发，达到除杂的目的。在铜坩埚中保持逡逑液态时，熔池在电弧高温加热下受到搅拌，一些易挥发杂质将加速扩散到熔池表逡逑面被去除，合金的化学成分经搅拌可达到充分均匀。在凝固过程中，可实现熔融逡逑．１邋？逡逑
第３章真空自耗炉控制系统设计逡逑择根据工艺控制条件对Ｉ／Ｏ点数作出一个准确的统计，在这个统计数据的基础上逡逑再增加１０％－３０％的余量来确定Ｉ／Ｏ总点数［１９］。控制系统组成框图如图３．１所示。逡逑ｕｐｓ邋电源逦ｉ逡逑ｉ逦丨工控机，１９＂邋ＬＣＤ逡逑；邋ｊ逦？逡逑工业以太网逡逑、「一一、逦Ｐｒｏｆｉｂｕｓ邋总线逡逑ｍ－S缅危又亓浚樱樱Γ慑澹垮义希戾蔚缂焖馘蔚缂馘慰蚣艹狄贫淦灯麇义媳淦灯麇嗡欧拗疲掊五邋五五义希撸豢笸ɑ荒暌涌殄义希俊ⅲ薄梗咤澹何瑁卞澹。蓿玻澹校拢板澹殄澹遥裕眨模校埃卞义希校蹋茫簦澹常蓿蓿蓿睿殄澹冢藻危慑危慑危慑澹停铮洌猓酰箦遄芟咤义希担峰澹常埃板澹桑垮澹殄澹铄澹掊澹鲥澹叔澹体澹慑义峡刂乒瘢赍尾僮魇也僮魈ㄥ温安僮魈ㄥ螒萍终靖哐沟脱刮然】卣婵占棋义戏终荆牛裕玻埃埃湾宸终荆牛裕玻埃埃湾澹牛裕玻埃埃偷缍缺淼缍缺碇破麇义希桑蓿拢у澹В停酰义希氐鹘阱危俚鹘阱义希簦螅蹂澹掊澹掊义狭髁考觳饬髁康鹘谖露燃觳忮义贤迹常奔扑慊刂葡低辰峁褂肱渲缅义希疲椋珏澹常卞澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹幔睿溴澹悖铮睿妫椋纾酰颍幔簦椋铮铄澹铮驽澹悖铮恚穑酰簦澹蝈澹悖铮睿簦颍铮戾澹螅螅簦澹礤义希常澹布扑慊低秤布湫蜕杓棋义希常澹玻笨刂葡低常桑媳礤义细萸懊娼樯艿目刂葡低彻δ芤蠹跋低匙槌稍硗迹芙岢鱿低承枰腻义希桑系悖直鹞海保蹈瞿Ｄ饬渴淙耄绫恚常彼唬掣瞿Ｄ饬渴涑觯绫恚常插义纤荆梗案鍪至渴淙耄ㄓ糜诩觳飧髦植考刈刺尬恍藕诺龋矗蹈鍪皱义狭渴涑觯ㄓ糜诳刂品趴
本文编号：2792624
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/2792624.html
