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PLC在板带真空退火炉控制中的应用

作　者: 杨闻
导　师: 卫红春；王学涛
学　校: 西安石油大学
专　业: 计算机技术
关键词: 不锈钢板带 真空退火炉 现场总线 高精度控制 Step7
分类号: TG156.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近年来,不锈钢板材已广泛应用于食品、医疗、工业、石油化工等领域,真空退火是其不锈钢生产的重要工艺过程。为了提高不锈钢及稀有金属板材真空退火炉生产检测与控制水平,本课题在研究真空退火工艺及设备特点的基础上,提出了温度及真空度精确控制以及多温区的高均温性的控制要求；建立了不锈钢板带真空退火炉的数学模型,并进行了系统辨识。本系统采用了Profibus总线+RS485总线的多总线网络结构,实现了IPC+PLC+智能仪表集散控制硬件系统。软件设计分为监控程序、控制算法、过程控制程序三部分,监控软件采用WINCC7.0组态软件设计了带动画、立体效果的上位人机界面,完成了数据的及时记录,及报警的及时反馈；控制策略软件方面,采用OPC技术,在上位机中实现在线PID参数优化,通过温度局部调整,达到不锈钢板带真空退火炉大容积、多温区均温性控制目的；通过Step7设计了过程控制程序,实现对整个生产过程的自动控制。生产运行实践证明,该控制系统运行效果良好,实现了对温度、真空度高精度控制,均温性良好,系统设计提高了系统的稳定性,自适应性和鲁棒性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章 课题的来源与目的意义  7-9
第二章 不锈钢板材真空退火炉工艺及控制需求分析  9-13
  2.1 不锈钢板带真空退火的特点  9
  2.2 不锈钢板带真空退火的生产设备  9-11
    2.2.1 不锈钢板材真空退火炉的设备组成结构  9-11
    2.2.2 不锈钢板带退火生产过程  11
  2.3 板带真空退火控制系统需求分析  11-13
    2.3.1 控制系统功能要求  11-12
    2.3.2 退火炉主要控制技术参数  12-13
第三章 不锈钢板带真空退火炉计算机控制系统硬件实现  13-24
  3.1 板带真空退火炉多总线结构控制系统实现  13-16
    3.1.1 Profibus总线标准  13
    3.1.2 RS485总线标准  13-14
    3.1.3 多总线结构的控制系统设计方案  14
    3.1.4 多总线控制系统的实现方法  14-16
  3.2 真空退火炉加热系统控制  16-19
    3.2.1 加热控制原理  16-17
    3.2.2 用来加热的智能控制仪表  17-18
    3.2.3 加热系统功率控制设备  18-19
  3.3 炉门小车系统控制  19-20
  3.4 真空系统的控制设备和原理  20-22
  3.5 冷却系统控制  22-24
第四章 不锈钢板带真空退火炉计算机控制系统软件设计  24-38
  4.1 板带真空退火炉计算机上位监控软件设计  24-33
    4.1.1 真空退火炉计算机上位监控软件组成  24-25
    4.1.2 系统的工况图界面设计  25-26
    4.1.3 真空系统的界面设计  26-27
    4.1.4 水路系统的界面设计  27-28
    4.1.5 曲线设置的界面设计  28-30
    4.1.6 温度、真空和加热曲线的界面设计  30-31
    4.1.7 报警界面设计  31-32
    4.1.8 历史报表画面设计  32-33
    4.1.9 标温显示画面设计  33
  4.2 下位过程控制程序设计  33-38
    4.2.1 炉门小车系统的下位控制程序设计  33-34
    4.2.2 真空系统控制程序设计  34-35
    4.2.3 加热系统程序设计  35-37
    4.2.4 冷却系统的下位程序设计  37-38
第五章 系统调试与运行  38-45
  5.1 控制系统的现场空载联调  38-41
    5.1.1 联调步骤及联调目的  38-40
    5.1.2 空载试加热运行的结果分析  40-41
  5.2 控制系统现场带载调试  41-43
    5.2.1 烘炉阶段调试  41-43
    5.2.2 烘炉的运行结果分析  43
  5.3 现场均温控制数据检测与分析  43-45
第六章 相关程序及操作系统  45-55
  6.1 相关程序  45-50
  6.2 操作系统说明  50-55
    6.2.1 操作说明  50-52
    6.2.2 操作注意事项  52-55
第七章 结论  55-57
  7.1 本文结论  55
  7.2 本文的创新点  55
  7.3 展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录1 3504温控仪操作说明  61-63
附录2 真空计操作说明  63-64
附录3 研究生期间参加的工程项目及发表的论文  64-65
详细摘要  65-75

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 热处理工艺 > 退火
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