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冷连轧系统中飞剪控制的研究与应用

作　者: 刘心灵
导　师: 梁秀霞
学　校: 河北工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 冷连轧焊缝跟踪飞剪控制 HMI
分类号: TG333.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

飞剪控制是冷连轧带钢生产过程中的重要控制环节,飞剪的正常运行对减少生产设备事故、提高生产率发挥着不可替代的重要作用。剪切控制的好坏也直接影响到产品尺寸精度与成材率,为提高产品的质量,本文以“唐山春兴1450mm八辊五机架冷连轧机组”项目为依托,对飞剪控制系统进行了深入的研究。本论文首先综述了飞剪控制在带钢冷连轧中的研究现状,结合具体工程项目,设计冷连轧控制系统的飞剪自动控制方案,采用6RA70全数字直流调速装置作为本系统的传动控制方式,进行相应的电控装置设计,并以飞剪的剪切工艺为基础编写控制算法,结合算法,应用STEP7软件进行焊缝跟踪和飞剪控制的程序编制,实现飞剪剪刃的速度、位置闭环控制,使之能够达到生产要求。其次,使用WINCC组态软件设计飞剪控制系统的HMI人机监控界面,采用以太网和Profibus-DP总线实现现场传动设备与PC机及监控画面的通讯连接,实现了对飞剪的远程操作控制,及时排除故障,确保飞剪剪刃的正常运行,节省了大量的人力资源。较以往生产项目,该控制系统改进性地应用了焊缝跟踪控制环节,通过PLC编程控制,使得飞剪的剪切位置更为准确,通过对现场被控对象具体操作并进行多次调试,实现了该系统的控制精度高,故障率低的良好效果,验证了该设计的正确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  §1-1 概述  8
  §1-2 国内外发展情况  8-11
    1-2-1 国内外轧钢的发展状况  8-9
    1-2-2 国内外飞剪的研究现状  9-11
  §1-3 课题研究的意义和主要内容  11-13
    1-3-1 课题研究对象  11
    1-3-2 课题研究的意义  11
    1-3-3 课题研究的内容  11-13
第二章多机架冷连轧工艺流程及设备参数  13-20
  §2-1 五机架冷连轧机组设备  13-15
    2-1-1 主要在线单体设备及其性能  13-14
    2-1-2 主要辅助设备及其功能  14-15
  §2-2 多机架冷连轧机组设备参数及特点  15-17
    2-2-1 入口钢卷参数  15
    2-2-2 出口钢卷参数  15
    2-2-3 飞剪设备参数  15-16
    2-2-4 机组性能参数  16
    2-2-5 全连续八辊机组功能特点  16
    2-2-6 轧机区域划分特点  16-17
  §2-3 多机架冷连轧机组生产工艺流程  17-20
第三章飞剪自动控制方案的设计  20-30
  §3-1 自动化系统配置设计  20-22
  §3-2 传动系统设计  22-27
    3-2-1 传动装置选型  22-23
    3-2-2 6RA70 全数字直流传速装置  23-24
    3-2-3 传动装置电路设计  24-27
  §3-3 飞剪工艺控制方案设计  27-30
第四章飞剪软硬件控制系统的设计  30-47
  §4-1 飞剪控制设备配置  30-35
    4-1-1 飞剪控制系统中的硬件介绍  30-34
    4-1-2 飞剪设备结构组成  34-35
  §4-2 飞剪软件控制系统的设计  35-40
    4-2-1 焊缝跟踪距离的计算  35-37
    4-2-2 飞剪控制算法的计算  37-40
  §4-3 软件编程  40-47
    4-3-1 编程设备STEP 7  40-42
    4-3-2 焊缝跟踪及飞剪控制程序  42-47
第五章飞剪控制系统监控界面的设计与调试  47-55
  §5-1 WINCC 软件介绍  47-48
  §5-2 HMI 监控界面的设计  48-53
    5-2-1:飞剪工艺界面的设计  49-50
    5-2-2:飞剪运行条件的设计  50-51
    5-2-3:报警画面的设计  51-52
    5-2-4:飞剪和剪前夹送辊的趋势图的设计  52-53
  §5-3 飞剪现场应用及调试结果  53-55
结论  55-56
参考文献  56-58
致谢  58-59
攻读硕士期间所取得的科研成果  59

冷连轧系统中飞剪控制的研究与应用

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