学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

连铸机三电计算机控制系统

作　者: 杨辉
导　师: 李鸣
学　校: 南昌大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 连铸三电控制结晶器液位控制模糊神经网络二冷水优化 S7—300PLC 工业以太网
分类号: TF341.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 40次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

连铸过程控制技术水平的高低与铸坯质量密切相关,将网络技术和人工智能理论用于连铸机控制,这无疑将加速冶金工业现代化的前进步伐,提高冶金企业的综合竞争能力和经济效益。本文针对目前连铸过程控制中的若干技术关键,主要就以下几个方面做了一些创新型的研究工作：(1)针对结晶器液位控制具有大惯性、时变、非线性等特点,对其模型和控制策略进行了研究。以液位偏差最小为目标,先用遗传算法离线优化模糊控制器参数(cij,bj)和网络结构,再用BP算法在线调控输出权值wi,仿真表明,GA-FNC法的应用显著提高了系统的自学习能力和鲁棒性。随后又提出了一个带校正补偿的专家模糊控制系统(EFC)设计方案,它运用模糊逻辑和现有结晶器液位控制人员的经验知识及求解问题时的启发式规则来构造控制策略,该策略接近操作员的思维特性,值得在工程应用中深入研究。(2)建立了能适应现场实时控制要求的铸坯凝固传热数学模型,讨论了各类条件及物性参数的确定,随后对模型进行了差分求解,最后在对铸坯温度场进行分析和仿真的基础上,采用改进的粒子群算法(MPSO)对根据冶金准则建立的二冷水目标函数进行了优化研究。(3)通过研究和开发工业以太网协议方式,组建了工业以太网网络与S7300PLC及其他第三方总线仪表的通信接口,完成了远程、强干扰工况下性能稳定的连铸机三电计算机控制系统设计,最后用WinCC6.0组态了系统的监控画面,实现了对工业现场数据的动态监视、历史归档、异常报警等功能。(4)为了研发能实现与国外产品功能相同,但是价格不高的自主以太网产品,提出了基于网络控制器AX88796B和单片机MAX7651、ADuC812为核心的连铸机控制系统方案。重点就工业以太网接口电路硬件系统进行了介绍。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第1章绪论  10-18
  1.1 连续铸钢工艺技术及发展  10-12
    1.1.1 连铸工艺技术及特点  10-11
    1.1.2 连铸技术的国内外进展  11-12
  1.2 连续铸钢控制技术及发展  12-15
    1.2.1 连铸控制技术简介  12-13
    1.2.2 连铸控制技术的发展趋势  13-14
    1.2.3 国内外连铸水平的差距  14-15
  1.3 论文的选题依据  15-16
  1.4 论文研究的内容  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第2章结晶器液位控制  18-43
  2.1 引言  18
  2.2 液位控制所面临的困难  18-20
  2.3 结晶器液位控制系统建模  20-24
    2.3.1 液位伺服系统模型  20-21
    2.3.2 水口流量数学模型  21-24
  2.4 GA—FNC方法介绍  24
  2.5 GA—FNC在液位控制中的应用  24-34
    2.5.1 液位系统的组成及工作原理  24-26
    2.5.2 液位模糊推理控制器的设计  26-30
    2.5.3 液位FNC网络的学习算法  30-34
  2.6 液位控制系统的仿真及鲁棒性分析  34-39
    2.6.1 液位FNC仿真系统的建立  34-35
    2.6.2 液位FNC系统的仿真结果分析  35-39
  2.7 EFC策略在液位控制中的实现  39-41
    2.7.1 液位数据库的建立  40
    2.7.2 液位控制知识库的建立  40
    2.7.3 专家智能协调级的知识获取  40-41
  2.8 本章总结  41-43
第3章小方坯凝固传热分析及二冷水优化  43-68
  3.1 引言  43
  3.2 凝固传热过程分析  43
  3.3 凝固传热过程建模  43-46
    3.3.1 坐标系的建立  43-44
    3.3.2 模型的基本假设  44
    3.3.3 三维凝固传热模型的建立  44-46
    3.3.4 二维凝固传热模型的建立  46
    3.3.5 一维凝固传热模型的建立  46
  3.4 微分方程的求解条件及应用  46-51
    3.4.1 初始条件及应用  46
    3.4.2 边界条件及应用  46-50
    3.4.3 物性参数的选取  50-51
    3.4.4 其他参数的选取  51
  3.5 凝固传热模型的求解与计算机模拟  51-57
    3.5.1 二维凝固传热模型的离散化求解  51-54
    3.5.2 坯壳厚度的计算  54
    3.5.3 凝固传热模型的计算机模拟  54-57
  3.6 二冷区温度场的仿真研究  57-59
    3.6.1 二冷区冷却强度的确定  57
    3.6.2 二冷区温度场的仿真结果分析  57-59
  3.7 二冷配水的优化与控制  59-67
    3.7.1 二冷配水的发展与现状  59-60
    3.7.2 冶金准则与冷却方法的选择  60-62
    3.7.3 MPSO法在优化冷却水量中的应用  62-65
    3.7.4 优化结果的分析  65-67
  3.8 本章小结  67-68
第4章连铸机电气控制系统设计  68-99
  4.1 引言  68
  4.2 连铸机电气控制系统设计原则  68
  4.3 连铸机控制系统总体方案设计  68-71
    4.3.1 连铸机控制系统总体方案  68-69
    4.3.2 控制系统各部分功能及实现  69-71
  4.4 公共检控区域的硬件设计  71-78
    4.4.1 大包回转台控制  71-72
    4.4.2 滑动水口控制  72-73
    4.4.3 中包小车控制  73-75
    4.4.4 液压伺服机构控制  75-76
    4.4.5 系统润滑控制  76-77
    4.4.6 设备冷却水控制  77-78
  4.5 铸流检控区域的硬件设计  78-84
    4.5.1 结晶器在线调宽控制  78-80
    4.5.2 结晶器振动控制  80-81
    4.5.3 扇形段拉矫控制  81-82
    4.5.4 辊道控制  82-83
    4.5.5 火切机控制  83-84
  4.6 PLC的点数配置及组态  84-89
    4.6.1 PLC I/O点数的计算  84-85
    4.6.2 PLC系统的配置及组态  85-89
  4.7 程序设计及调试  89-98
    4.7.1 现场分散控制级程序设计  89-92
    4.7.2 集中操作监控级程序设计  92-96
    4.7.3 综合信息管理级程序设计  96-98
    4.7.4 程序的调试  98
  4.8 本章小结  98-99
第5章基于以太网的连铸机控制系统设计  99-120
  5.1 引言  99
  5.2 工业以太网的优点  99
  5.3 连铸机以太网控制系统总体方案  99-100
  5.4 工业以太网接口电路设计  100-111
    5.4.1 基于RTL8019AS的以太网接口电路设计  100-101
    5.4.2 基于DS80C410的以太网接口电路设计  101-105
    5.4.3 基于MAX7651的以太网接口电路设计  105-111
  5.5 温度检测系统电路设计  111-113
    5.5.1 微处理器ADUC812简介  111
    5.5.2 温度检测系统设计方案  111
    5.5.3 温度检测系统电路实现  111-113
  5.6 压力检测系统电路设计  113-114
    5.6.1 压力检测系统设计方案  113
    5.6.2 压力检测系统电路实现  113-114
  5.7 大包控制系统电路设计  114-118
    5.7.1 大包控制电路设计方案  114-115
    5.7.2 大包控制系统电路实现  115-117
    5.7.3 大包控制系统程序流程图  117-118
  5.8 中包控制系统电路设计  118-119
    5.8.1 中包控制系统电路设计方案  118-119
    5.8.2 中包控制系统电路的实现  119
  5.9 本章小结  119-120
第6章全文总结与展望  120-122
  6.1 引言  120
  6.2 主要成果  120-121
  6.3 展望  121-122
致谢  122-123
参考文献  123-127
攻读学位期间的研究成果  127

连铸机三电计算机控制系统

内容摘要

全文目录

相似论文