高速线材智能夹送辊自动控制系统的研究

摘要

随着冶金行业产品市场竞争激烈，工序成本增加，以及最终用户对特种线材的性能和质量要求不断提高，高速线材生产线对成品区的质量控制愈加严格，尤其在夹送辊的控制线材的尾部圈型以及成品后堆钢的方面，传统的控制不仅不稳定，而且在出现问题时的可追溯性方面也存在较大的困难。
　　本论文主要阐述了高速线材生产线吐丝机前夹送辊对尾部圈型控制的工艺过程以及控制原理，通过研究发现：控制过程中尾部圈型乱产生的原因主要是减定径机组、夹送辊、吐丝机三者线速度不匹配造成。利用ABB ACS800变频器的DTC直接转矩控制技术，实现三者张力的平衡，达到线速度的匹配；通过SIEMENS S120伺服控制器工艺包软件的基本定位功能的回零、程序步等功能，实现对夹送辊夹持的速度控制和位置控制，避免堆钢的产生。PLC控制方面，优化了头尾跟踪程序，并通过程序自动记忆尾部速度，避免抛钢时，线材突然失去张力引起的尾部圈型乱的问题，完善尾部升速和降速的时机，提高了系统的稳定性。
　　结合日常生产过程中出现的问题，对控制程序不断的优化和改进，夹送辊的控制功能趋于完善。实践证明：基于S120和DTC控制技术的智能夹送辊控制系统，对提高线材尾部圈型质量、减少堆钢的现象，起到了非常重要的作用。同时上位机增加了WINCC操作画面和IBA过程数据采集系统两方面的应用，使得操作人员对夹送辊超前速度、夹紧压力、张力控制等参数的设置方面更加方便，对参数设定后的控制效果更能够有效地进行数据采集和对比分析，产品的成材率提高的同时，也将由此带来一定的经济效益。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2国内外的应用及发展现状

1.3课题研究的内容及目的

1.4本章小结

第二章 控制系统总体技术方案

2.1控制系统工艺原理

2.2一级自动化控制网络系统配置

2.3本章小结

第三章 控制系统硬件组态和软件测试

3.1 PLC系统硬件组态

3.2 SINAMICS S120伺服驱动控制系统

3.3 ACS800控制性能测试

3.4 WinCC7.0HMI人机界面

3.5过程数据采集及分析系统IBA

3.6本章小结

第四章 尾部圈形和堆钢的智能控制策略

4.1尾部圈形乱产生的原因

4.2尾部圈形的控制原理

4.3本章小结

第五章 控制系统的数据信号采集与分析

5.1 ibaPDA数据信号采集与分析系统

5.2 ibaPDA系统的组成

5.3夹送辊智能控制实践验证

5.4本章小结

第六章 总结及展望

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢