蓄热式步进加热炉电气控制系统设计及应用研究

摘要

蓄热式步进加热炉具有规模大，炉内热值利用率高，板坯加热均匀等特点，是现阶段轧钢生产中比较先进的加热设备。在轧钢生产过程中，保障加热炉的正常运行，是整个热轧线生产系统经济、高效运行的基础。本文以本溪钢铁公司第三热轧生产线为研究背景，进行了电气控制系统设计及应用研究。
　　 本文首先对蓄热式步进加热炉的相关设备如：装出钢机、步进机械、装出炉辊道以及板坯跟踪等进行了深入分析和研究，给出了具体的控制策略和算法。为了满足高产、优质、低耗、节能和无公害及生产操作自动化程度高的工艺要求，本系统设计在充分考虑到系统功能的完备性和技术先进性后，采用了仪电一体化的系统结构。
　　 为了实现操作自动化与物料系统的全线跟踪管理，本文设计将自动化控制系统分为二级，即基础自动化控制系统级（简称L1级PLC控制级）与过程计算机控制系统级（L2计算机控制系统级）。根据工作分工，论文工作重点在基础自动化级。
　　 在基础自动化级，本文着重对装炉侧电气控制，炉底步进机械控制，出炉侧电气控制等进行了分析和设计，并给出了设备实际运行的数据曲线；而后，对本文的主要动力来源液压系统以及板坯库、其他单体设备等进行了简要的分析和探讨。最后针对热轧生产线电气控制系统中典型的液压传动速度控制系统，本文进行了初步的系统建模及仿真的研究。
　　 在软件编程过程中，为了给轧钢生产创造更大的利益尽量减少经济损失，本文对现场设备的实际情况进行了认真的考虑和深入的分析。另外论文在设计中采取了冗余控制，使系统在出现故障时，也能够保证生产的继续运行。
　　 针对设备故障和人员需要，本文还设计了严密的连锁保护措施，以保障人员的安全及防止设备的损坏。
　　 论文最后对现场测试数据和应用效果进行了分析，并提出了进一步改进和提高的方法和方向。
　　 目前，该系统已投入实际生产应用一年有余，控制系统工作性能稳定，所有设备运行良好，很好地达到了工艺流程的要求。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 本钢三热轧蓄热式步进加热炉工艺分析

3 电气自动化系统总体结构

4 炉区电气控制方案设计及研究

5 液压系统及其他设备的控制

6 加热炉液压传动速度控制系统建模及仿真

7 总 结

致 谢

参考文献

附 录