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天钢3#加热炉控制系统设计及跟踪系统开发

作　者: 吴亮
导　师: 徐林; 张学启
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 加热炉 自动位置控制 跟踪 PLC WinCC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


3号加热炉是天钢3500mm中厚板厂在2009年为了缓解两台加热炉加热能力不足,与生产线轧制节奏不匹配新建的项目。3号加热炉建成投产后,3座加热炉的加热能力可以满足整个生产线的需求,使等火时间降低,加快生产节奏。本文在对国内外加热炉控制系统的研究现状进行深入分析的基础上,以3号加热炉自动控制系统的设计与实现为目标,对加热炉自动控制系统中的各环节进行研究,提出了系统的总体框架、设计方案及实施方法,并对跟踪及自动定位进行了详细的分析及说明。天钢中厚板厂3号加热炉的控制系统由基础级与监控级级两个部分组成。基础级负责现场的数据采集,信号检测,提供复杂的控制功能,输出控制量并同上位机进行通讯；监控级在两台监控计算机中运行,监控级负责流程画面显示、工况显示、各种参数调节、曲线显示、打印报表、监控报警及各种管理功能等。为了保证板坯信息传递的及时性、准确性,提高加热炉区域的自动化水平,设计了板坯跟踪系统与定位系统,通过对跟踪系统的分析、定位控制策略的实现加快了炉区的生产节奏,使其与轧制线相匹配。运用西门子公司的S7—400编程软件及WinCC组态软件,完成了各操作室的自动控制程序的设计及操作画面的连接,.使炉区的生产过程更加顺畅。通过一年的生产实践,新建的3号加热炉系统运行稳定,完全能够满足生产工艺的要求,降低操作工的劳动强度,达到最初的设计目标。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 引言  10-16
  1.1 选题背景  10-11
  1.2 选题的意义  11-13
  1.3 跟踪与自动定位的研究  13-14
  1.4 文文主要研究内容  14-16
第2章 中厚板加热炉工艺原理  16-28
  2.1 加热炉区设备  16-22
  2.2 主要技术参数  22
  2.3 加热炉区工艺过程  22-26
  2.4 加热炉区操作室  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 控制系统设计  28-40
  3.1 计算机控制系统的总体结构  28-29
  3.2 硬件配置及主要功能  29-31
    3.2.1 PLC选择所遵从的原则  29
    3.2.2 编程软件Step7简介  29-30
    3.2.3 硬件配置  30-31
  3.3 上位机监控软件及主要功能  31-35
    3.3.1 WinCC监控软件简介  31-33
    3.3.2 主要功能  33-35
  3.4 网络选型  35-37
    3.4.1 PROFIBUS简介  35-36
    3.4.2 PROFIBUS协议结构  36-37
    3.4.3 工业以太网的选型  37
  3.5 传动装置的选型  37-39
    3.5.1 传动系统配置原则  37-38
    3.5.2 传动系统硬件组成  38-39
  3.6 本章小结  39-40
第4章 板坯跟踪及位置自动控制  40-54
  4.1 板坯跟踪  40-44
    4.1.1 跟踪区域的划分  41
    4.1.2 变量定义与程序设计思路  41-43
    4.1.3 跟踪修正  43-44
  4.2 自动位置控制  44-51
    4.2.1 速度曲线  45-47
    4.2.2 APC控制  47-49
    4.2.3 APC算法说明  49-50
    4.2.4 APC控制设计及应用  50-51
  4.3 调试与运行  51-52
  4.4 本章小结  52-54
第5章 跟踪系统开发  54-74
  5.1 PLC程序设计与实现  54-64
    5.1.1 PLC程序的设计  54-57
    5.1.2 PLC程序主要部分的具体实现  57-58
    5.1.3 上料台程序的设计与实现  58-59
    5.1.4 自动装钢程序的设计实现  59-61
    5.1.5 自动出钢程序的设计实现  61-63
    5.1.6 板坯跟踪处理程序的设计实现  63-64
    5.1.7 主循环OB1程序块的设计实现  64
  5.2 HMI画面设计  64-72
    5.2.1 Wincc通讯结构及原理  65-67
    5.2.2 WinCC通讯组态  67-69
    5.2.3 各操作室HMI画面设计实现  69-72
  5.3 实际运行结果  72
  5.4 本章小结  72-74
第6章 结论与展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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