新钢3M轧机自动控制系统的研究与设计

摘要

20世纪90年代以来,特别是近几年,我国新建了多套中厚板轧机,其中以3m以上的宽厚板轧机目前己成为建设的主要方向势。本课题以新余钢铁股份有限责任公司中厚板厂的3m轧机为背景,应用先进的自动化控制技术实现轧钢的自动化生产。
　　根据中厚板生产工艺的特点,本文采用基于PC的自动化的控制方法,设计了轧钢监控系统的总体方案。针对生产工艺的控制要求,本课题对3m轧机自动控制系统设计了增量式PID的控制算法。在设计的具体方案中,本课题对控制系统的硬件电路与软件进行了组态,运用了西门子公司的SIMATICTDC等PLC以及PCS7和WinCC组态软件;在检测元件使用方面,本课题采用了德国HYDAC公司HDA3800steelworks系列产品和EDS344系列产品用于检测压力信号,采用了美国MTS公司RH型位移传感器(SSI同步串连数字输出)用于检测位置信号,采用了美国雷泰RAYTEX的双色集成式测温仪MR1SASF用于检测温度信号;同时,采用PROFIBUS—DP总线构成PLC之间的网络连接,采用以太网总线用于服务器与各工作站及PLC的数据传输;在PLC程序设计方面,本课题设计了实际值处理、通讯、辊道给定控制、换辊、推床、画面信号、压下、零调、平衡和介质液压站程序,最终通过调节现场执行机构实现对轧钢生产全面的自动控制。
　　研究了WinCC的组态功能和机制,开发了整个系统的监控画面,包括轧钢实时监控、各个液压站、网络监控、参数设置、推床、零调、传动控制、压下、弯辊控制、支撑辊、手动规程、轧线状态、压下状态和报警窗口等监控画面。并将各项记录以趋势的形式显示出来,实现了对生产过程的直观简洁的监视和控制,表明了WinCC编写监控程序的有效性和快捷性。
　　该控制系统设计开发完成后,实现了轧钢生产的网络集成自动化控制,实现了生产工艺参数的实时监测,完成了预定的控制任务,为不同行业控制系统的设计开发提供了参考。

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第一章 绪 论

1.1 国内外轧钢自动化技术发展概况

1.2中厚板生产工艺概述

1.3本课题研究的意义和目的

1.4本课题的内容结构

第二章 新钢中厚板3M轧机自动控制系统总体设计

2.1新钢3000mm生产线自动化系统结构简介

2.2新钢3M轧机自动控制系统方案设计

2.3 新钢3M轧机自动控制系统L1级系统方案设计

第三章 新钢3M轧机自动控制系统控制算法设计

3.1 数字PID控制原理

3.2 新钢3米轧机自动控制系统位置移动的控制算法设计

第四章 新钢中厚板3M轧机自动控制系统的硬件设计

4.1控制系统TDC站的硬件设计

4.2介质系统S7-300站的硬件设计

4.3远程I/O ET200M站的硬件设计

第五章 新钢中厚板3M轧机自动控制系统的软件设计

5.1 3M轧机自动控制系统的PLC硬件组态

5.2 3M轧机自动控制系统的PLC程序设计

5.3 3M轧机TDC通讯程序设计

5.4 3M轧机自动控制系统监控画面的设计

5.4.2 监控画面的设计

第六章测试数据及结果分析

第七章 结论和展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附 录