攀钢2#大方坯连铸机铸流控制系统的设计与实现

论文摘要

攀钢2#大方坯连铸机新建工程是攀钢为了发展产品品种,调整产品结构,适应市场需求而提出的。作者是该工程中自动控制系统总承包项目的主要技术负责人之一。本文在介绍大方坯连铸机生产工艺的基础上,基于PLC技术、现场总线技术、变频调速技术等理论技术的应用,针对攀钢2#大方坯连铸机的工艺设备配置及参数,具体分析和构建了攀钢2#大方坯连铸机包括基础自动化级与过程控制级的两级自动控制系统。在介绍基础自动化级铸流控制系统的生产设备机械和电气性能的基础上,主要说明了铸流控制系统的网络结构、设备配置、系统的软硬件设计的功能和特点,同时,详细阐述了该控制系统的关键控制功能:铸机操作模式控制、拉矫机拉速及负荷分配控制、铸流跟踪功能等的控制策略及功能实现。攀钢2#大方坯连铸机采用了现代连铸机的代表性关键工艺技术,设备及工艺在国内居于先进水平;而与其配套的自动控制系统的设计遵循了先进、可靠、实用的原则,应用了目前主流的现代控制技术,其配置和构成是典型的现代控制系统。因此本论文对于国有连铸机改造或新建工程中自动控制系统的设计,特别是铸流控制系统的设计,具有较好的参考和借鉴价值。该连铸机始建于2004年11月,于2006年成功投入生产运行。投用至今,其自动控制系统功能完备、运行稳定、可靠,操作使用方便,满足了连铸的生产过程控制及优化的需要,达到了节能增效、提高作业率、生产优质大方坯的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 连铸技术
• 1.2 连铸技术的发展历史及现状
• 1.3 连铸的关键技术
• 1.3.1 结晶器液面控制和自动浇铸
• 1.3.2 铸坯矫直
• 1.3.3 二次冷却控制
• 1.3.4 在线调宽
• 1.3.5 电磁搅拌
• 1.3.6 粘结漏钢预报
• 1.3.7 凝固末端轻压下及液芯压下
• 1.3.8 结晶器非正弦振动及其液压驱动
• 1.3.9 连铸坯质量预报
• 1.4 我国连铸技术的发展状况
• 1.5 连铸自动化的发展
• 1.6 课题的来源与背景
• 1.7 课题的主要内容及研究意义
• 1.7.1 主要研究内容
• 1.7.2 主要技术路线、实施方案和目标
• 1.7.3 研究意义
• 第二章 生产工艺及设备
• 2.1 引言
• 2.2 连铸机生产工艺
• 2.3 连铸机主要参数及设备
• 2.4 连铸机的特点及关键技术
• 第三章 控制系统的理论技术探讨
• 3.1 PLC 技术
• 3.1.1 PLC 的定义
• 3.1.2 PLC 的一般结构
• 3.1.3 PLC 的特点
• 3.1.4 PLC 的应用范围
• 3.2 数字传动技术
• 3.3 现场总线技术
• 3.3.1 现场总线的概念
• 3.3.2 现场总线的技术特点
• 3.3.3 现场总线的优点
• 3.3.4 现场总线的发展现状
• 3.3.5 几种典型的现场总线
• 3.3.5.1 基金会现场总线FF
• 3.3.5.2 LonWorks
• 3.3.5.3 CAN
• 3.3.5.4 Profibus
• 3.3.5.5 ControlNet
• 第四章 控制系统的设计
• 4.1 系统结构
• 4.2 L1 基础自动化系统
• 4.3 L2 过程计算机系统
• 4.4 控制系统特点
• 4.5 铸流控制系统
• 4.5.1 系统结构
• 4.5.2 功能描述
• 4.5.2.1 铸机操作模式
• 4.5.2.2 OS1 悬挂操作箱
• 4.5.2.3 拉矫机
• 4.5.2.4 铸流跟踪
• 4.5.2.5 脱引锭装置
• 4.5.2.6 切前辊道
• 4.5.2.7 切下辊道
• 4.5.2.8 输一辊道
• 4.5.2.9 引锭回收装置
• 4.5.2.10 输二辊道
• 4.5.2.11 称量辊道
• 4.5.2.12 铸坯称重
• 4.5.2.13 等待辊道
• 4.5.2.14 出坯辊道
• 4.5.2.15 升降挡板
• 4.5.2.16 铸坯跟踪
• 4.5.2.17 急停控制
• 第五章 控制功能及实现
• 5.1 拉矫机的DP 网络通讯
• 5.1.1 DP 通讯配置要求
• 5.1.2 PLC 的DP 通讯组态
• 5.1.3 6SE70 变频器参数定义
• 5.1.3.1 过程数据输入区
• 5.1.3.2 过程数据输出区
• 5.2 拉矫力负荷分配控制功能
• 5.2.1 负荷分配控制原理
• 5.2.2 负荷分配控制的具体实现
• 5.2.2.1 公式推导
• 5.2.2.2 PID 控制流程图
• 5.2.3 负荷分配控制的效果
• 5.3 铸机操作模式控制
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 操作模式的控制流程图
• 5.3.3 操作模式的控制实现
• 5.3.3.1 操作模式的前提条件
• 5.3.3.2 操作模式的选择
• 5.4 铸流跟踪功能
• 5.4.1 概述
• 5.4.2 技术数据
• 5.4.3 控制实现
• 5.4.3.1 跟踪源选择
• 5.4.3.2 跟踪同步
• 5.4.3.3 长度计算
• 5.4.4 主要跟踪数据
• 5.4.4.1 引锭杆跟踪值
• 5.4.4.2 浇铸长度
• 5.4.4.3 拉尾坯长度
• 5.4.4.4 大包接缝长度
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的工作业绩及成果
• 附图：控制系统主要监控画面