钢包精炼炉加热控制系统设计

发布时间：2021-05-09 10:09

　　跟着科技的飞速发展,对于炼钢出产率、钢材成本、钢材纯度和使用性能都提出了越来越高的要求。提高钢水质量的有效途径是通过精炼钢水来调整钢水的成分,其主要设备是钢包精炼炉。而电极调节器是精炼炉中的重要设备,在精炼环节,部分关键指标直接受电极所处位置的影响,电极的调节器作为炉外精炼的核心控制系统,促进了研究电极控制器且富有重要意义,进而地精确、有效地控制钢水炉外的温度和成分。本次的论文是把精炼炉作为研究的背景,以电极的调节器作为研究的对象,进一步来掌握炉精炼的基本工艺,特别是炉的电极结构以及工作的原理。从而对钢包精炼炉的加热系统模型做了分析。为初步设计电极的控制系统,对炉电极的供电系统和电弧机理做了数学建模和分析,之后又对液压系统进行详细的阐述。然后介绍要满足控制器的调节条件和调节任务,需要保证三相电弧功率恒定,所以介绍了通用的电极控制三种策略:恒功率、恒电流和恒阻抗控制策略,在此基础上形成了现有的电极调节器。接下来,应用SCL语言设计液压泵的控制、电弧电压的设定程序块,又介绍了电极升降阻抗控制器,并且用梯形图编写送电、停电控制程序。最后,应用监控计算机PC站,配备了20WinCC的组态软件,... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 钢包精炼炉加热设备组成
        1.2.1 高压供电设备
        1.2.2 电机升降机构
    1.3 加热系统研究现状
        1.3.1 电弧炉炼钢国外研究现状
        1.3.2 电弧炉炼钢国内研究现状
    1.4 本文主要工作
第2章 加热系统模型
    2.1 供电系统
        2.1.1 供电回路
        2.1.2 供电系统模型
    2.2 电弧
        2.2.1 电弧机理
        2.2.2 电弧模型
    2.3 液压系统
        2.3.1 液压油路
        2.3.2 液压系统模型
    2.4 本章小结
第3章 硬件系统设计与被控制量选择
    3.1 系统硬件设计
        3.1.1 PLC系统设计
        3.1.2 电极相关信号
        3.1.3 液压系统相关信号
        3.1.4 高压供电系统相关信号
    3.2 被控量选择
        3.2.1 电弧功率
        3.2.2 电弧电压
        3.2.3 电弧电流
        3.2.4 电弧阻抗
    3.3 本章小结
第4章 控制软件设计
    4.1 程序设计语言
        4.1.1 S7-SCL开发环境
        4.1.2 S7-SCL语言功能
    4.2 液压控制
        4.2.1 液压泵启停控制
        4.2.2 液压站的控制
    4.3 电弧阻抗的设定
        4.3.1 电弧电压设定控制
        4.3.2 电弧电压、电流实际设定值的计算
    4.4 阻抗控制器
        4.4.1 平滑滤波
        4.4.2 偏差计算
        4.4.3 比例放大
        4.4.4 死区与限幅
        4.4.5 过流检测
    4.5 送电、停电控制
        4.5.1 合闸控制
        4.5.2 分闸控制
    4.6 本章小结
第5章 钢包精炼炉监控画面设计
    5.1 监控机配置与功能
        5.1.1 软件与硬件配置
        5.1.2 组态软件WinCC
        5.1.3 实现的基本功能
    5.2 主要监控界面
        5.2.1 主界面
        5.2.2 高压系统
        5.2.3 液压系统
    5.3 本章小结
第6章 结束语
    6.1 本文研究总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非线性规划的RH合金化模型设计及应用[J]. 张东,张文源,刘鹏,区兴华,马永军.  冶金自动化. 2016(01)
[2]经济调整新常态2020钢铁需求近峰值[J]. 王丽娟.  冶金经济与管理. 2014(06)
[3]精准提供分析结果2020优化钢企冶炼工艺——西门子LDS激光分析仪在钢厂RH精炼炉的应用[J].   冶金自动化. 2013(04)
[4]大容量摇炉技术浅谈[J]. 黄晓慧,郭光平.  铁合金. 2013(02)
[5]钢包精炼炉元素收得率的影响因素分析及预报[J]. 徐喆,毛志忠.  钢铁. 2012(03)
[6]电弧炉电极调节系统的鲁棒模型参考自适应控制[J]. 张香芝,刘小河.  自动化与仪表. 2005(06)
[7]电弧炉电极调节系统的离散时间自适应控制研究[J]. 刘小河,张道成.  系统仿真学报. 2004(04)
[8]电弧炉电极调节系统的一种变结构控制[J]. 刘小河,张道成.  自动化与仪器仪表. 2003(03)
[9]我国钢水二次精炼技术的发展[J]. 李中金,刘芳,王承宽.  特殊钢. 2002(03)
[10]攀钢连铸钢包热循环的现状与分析[J]. 李里,周瑞和,薛念福,裴有才,王德魁.  钢铁钒钛. 2002(01)

硕士论文
[1]电弧炉电极升降系统机电液一体化技术研究[D]. 余勇锋.西安建筑科技大学 2009
[2]精炼炉氩气流量的优化设定与控制[D]. 崔东静.东北大学 2009
[3]电弧炉及其电极调节系统的自适应控制研究[D]. 王永社.西安理工大学 2004



本文编号：3177115