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蓄热式步进加热炉自动控制系统的设计与研究

作　者: 高媛
导　师: 刘福才; 邱志宏
学　校: 燕山大学
专　业: 电气工程
关键词: 蓄热式加热炉步进梁控制系统出钢机
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

蓄热式加热炉是一种新型的加热炉，是轧钢生产线上非常重要的台套设备，其正常运行直接影响着钢坯加热质量，进而影响钢板的轧制质量和钢板的成材率。蓄热式加热炉是具有大惯性、纯滞后和分布参数的非线性系统，加热方式为连续式和批量式等形式。作为轧制生产中重要环节，提高其自动控制系统性能实现对现场设备运行情况进行监控对生产的运行有十分重要的意义。本文以秦皇岛首秦金属材料有限公司4300mm宽厚板蓄热式步进加热炉为研究对象，对其自动控制系统进行设计研究，主要工作如下：首先，根据4300mm宽厚板步进式加热炉设备结构、工艺以及控制方式，给出了蓄热式步进加热炉的控制方法；基于主控制器S7-400PLC、分布式ET200M以及工作站的自动控制系统构成了工厂级管理网络，给出了系统组成和现场设备仪表，实现了对现场设备进行监控和在线调节。其次，分别对蓄热式加热炉一级控制系统和二级控制系统进行了软件设计。一级控制系统主要给出了加热炉电控系统和仪控系统重要现场设备的控制思想和实现程序，并且研究了交叉限幅串联PID控制在加热炉上的应用；二级控制系统中设计了系统结构，给出了功能实现和数据通讯管理软件。该蓄热式加热炉自动控制系统运行稳定，改善了控制精度，提高了生产质量，优化了生产效率和生产工艺，应用效果良好。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 蓄热式加热炉的发展过程  9-11
  1.2 蓄热式加热炉使用意义  11-13
    1.2.1 蓄热式加热炉的优点  11-12
    1.2.2 研究控制系统的意义  12-13
  1.3 加热炉控制系统国内外研究现状  13-14
  1.4 本文主要研究内容  14-15
第2章加热炉工艺及设备  15-25
  2.1 步进梁的使用  15-17
    2.1.1 步进梁布置  15-16
    2.1.2 步进梁的结构  16-17
  2.2 装出料机械结构  17-19
    2.2.1 装钢机  17-18
    2.2.2 出钢机  18-19
    2.2.3 装、出料炉门  19
  2.3 燃烧系统  19-22
    2.3.1 蓄热式烧嘴  19-20
    2.3.2 换向装置  20-22
    2.3.3 燃烧系统安全措施  22
  2.4 汽化冷却系统  22-24
    2.4.1 除氧器给水系统  22-23
    2.4.2 汽包及循环回路  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章自动控制系统设备组成  25-33
  3.1 加热炉自动化控制系统设备  25-30
    3.1.1 控制系统硬件组成  25-29
    3.1.2 现场电气自动化设备  29-30
  3.2 现场使用仪表  30-32
  3.3 本章小结  32-33
第4章一级控制系统软件设计  33-61
  4.1 步进梁的自动控制系统  33-40
    4.1.1 步进梁的运行  33-35
    4.1.2 步进梁速度控制实现  35-37
    4.1.3 步进梁的自动化控制程序  37-40
  4.2 辊道控制  40-44
  4.3 装出钢机控制  44-48
  4.4 液压站控制  48-51
  4.5 燃烧系统  51-60
    4.5.1 换向控制  52-54
    4.5.2 交叉限幅控制  54-55
    4.5.3 变量检测  55-57
    4.5.4 汽化冷却系统  57-60
  4.6 本章总结  60-61
第5章二级控制系统软件设计  61-68
  5.1 系统介绍  61-62
  5.2 结构设计  62-63
  5.3 二级系统实现功能  63-65
  5.4 数据管理  65-67
  5.5 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  72-73
致谢  73-74
作者简介  74

蓄热式步进加热炉自动控制系统的设计与研究

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