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连铸线水口快换智能控制系统的设计研究

作　者: 文伟
导　师: 程耕国
学　校: 武汉科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 连铸线中间包水口快换结晶器液位控制模糊控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 23次
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内容摘要

随着自动化科技的发展,钢铁工业已经成为了各国经济的主要支柱产业。连铸产线技术的提高越来越快,而其中的一个重要环节更换技术是一个重大问题,如何在保持液位稳定的情况下完成这项工程,正是本文所要研究的问题。在过去的连铸生产中,往往采取的人工更换中间包,然后再切换到自动液位控制,这样耗费了大量的时间和人力。本系统结合了武钢四炼钢产线的实际工艺情况,和以往的液位控制经验,实现了水口的一键快换。中间包的更换通过液压缸来驱动,PLC来控制,自动化程度高。在更换期间和更换完成后,通过控制塞棒的开度大小,来控制进入结晶液位器中的钢水流量大小。通过测量塞棒开度与流量大小以及液位波动值之间的关系,计算出他们之间的动态响应特性,设计了一种新型的PID模糊控制方式,能够稳定的控制液位的波动大小。该项技术在武钢四炼钢连铸线上正式投入使用后得到了很好的效果,结晶器中液位波动抗干扰能力强,使后面的工艺产线拉坯得到了明显的改善,降低了故障次数,铸坯质量得到了提高,达到了预期的效果和目标。本论文主要内容包括:第一,介绍课题背景,系统工艺及要解决的问题;第二,对连铸产线的电气控制机构以及本课题中控制系统进行了介绍;第三,讨论了液位控制与模糊控制相结合的控制策略;第四,详细阐述了本系统中的一些程序设计。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 连铸控制技术现状  8
  1.2 中间包冶金技术  8-9
  1.3 结晶器液面控制技术  9
  1.4 主要研究内容  9-11
第二章连铸线系统的设计  11-17
  2.1 连铸线系统概述  11-12
  2.2 平台控制系统  12-17
    2.2.1 钢水罐回转台  12-14
    2.2.2 中间包及中间包车  14
    2.2.3 结晶液位器  14-17
第三章水口更换和液面控制的方法原理  17-23
  3.1 水口更换技术  17-19
    3.1.1 塞棒自动控制原理  18
    3.1.2 影响塞棒自动控制系统的主要因素  18
    3.1.3 采取的措施  18-19
  3.2 液面自动控制  19-23
    3.2.1 液位控制方法及其特点  19-21
    3.2.2 液面检测的选择  21
    3.2.3 液位控制系统执行机构的选择  21-22
    3.2.4 智能化液位控制策略  22-23
第四章模糊控制方式  23-39
  4.1 模糊控制的基本原理和设计方法  23-24
  4.2 模糊控制器的设计  24-29
    4.2.1 模糊控制器的结构  24-25
    4.2.2 模糊控制规则的设计  25-26
    4.2.3 精确量和模糊量的相互转换  26-27
    4.2.4 论域、量化因子、比例因子的选择  27-28
    4.2.5 模糊控制算法的实现与采用时间的选择  28-29
  4.3 结晶液位的模糊控制  29-39
    4.3.1 结晶液位模糊控制概述  29-32
    4.3.2 模糊控制器FUZZYl 的设计  32-34
    4.3.3 模糊控制器2(FUZZY2)的设计  34-39
第五章水口更换智能控制系统的程序设计  39-42
  5.1 塞棒快速振荡“Fast Stopper Oscillation”  39-40
  5.2 读取硬件数据“Simulate or Read from Hardware”  40
  5.3 执行器主控制“actuator main control”  40-41
  5.4 更换中间包水口“Change Tundish Nozzle”  41-42
第六章结束语  42-44
攻读硕士期间发表的论文  44-45
参考文献  45-47
致谢  47

连铸线水口快换智能控制系统的设计研究

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