连铸机结晶器液位自动控制系统设计

摘要

随着自动化技术不断提高，连铸技术也在不断发展，人们对高品质钢的要求也越来越严格，提高铸坯质量成为钢铁生产发展的趋势，将结晶器液位精确控制在期望范围内是提高铸坯质量的重要环节。
　　本论文面向钢厂单流板坯连铸机，针对传统PID在结晶器液位控制中抗扰性能差的问题，采用非线性PID控制法对结晶器液位控制器的设计进行分析和研究。概括起来，本论文主要完成了以下工作和内容：
　　(1)结晶器液位控制系统建模和硬件规划。分析结晶器液位控制系统结构并建立钢水液位模型，在此基础上对系统总体规划，建立系统结构图，对各组件的性能特点进行分析和研究。
　　(2)结晶器液位控制系统主要功能流程图以及非线性 PID控制器的设计。分析浇钢过程中主要功能步骤，在此基础上绘制程序流程图，如自动开浇、塞棒校正等，重点解决非线性PID控制器的设计和研究。在满足正常浇钢生产功能前提下，提出本论文创新点。
　　(3)人机交互界面开发制作、现场调试及分析。通过修改交互界面中参数达到调整PID值、消除结晶器宽度变化对钢水液位检测的影响、改善水口渣线侵蚀以及通过状态信息及故障代码快速、准确判断故障点。针对主要浇钢功能，现场调试并分析。
　　现场调试结果表明：采用西门子S7-400 PLC控制器、VUHZ液位传感器及计算单元、模拟量控制SERT伺服驱动器及电动缸带动塞棒机构，使从控制器输出到塞棒动作反应迅速、精确，能完全满足浇钢生产需要，并在此基础上保持结晶器内液位在设定值±3毫米内，在自动模式下，保证该液位稳定性占浇铸时间95％以上，最低限度降低结晶器液位波动，最大限度提高钢坯质量。

目录

声明

第一章 绪论

1.2 国内外研究现状分析

1.3 课题主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 液位控制系统硬件设计

2.1 液位控制系统架构

2.2 关键部件选型及配置

2.3 控制器以及网络组态介绍

2.4 液位监测系统通讯模块及协议

2.5 PLC控制器与VUHZ计算单元的数据交换

2.6 本章小结

第三章 控制系统功能模块实现及分析

3.1 液位控制系统主要功能实现

3.2 系统分析

3.3 本章小结

第四章 结晶器液位控制界面设计及调试分析

4.1 控制系统人机交互界面设计

4.2 调试及分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢