厚板板型生产自动控制系统的优化和实现技术研究

摘要

本论文通过研究分析国内外宽厚板控制技术的发展状况,结合我国某钢铁厂新建成的4300mm宽厚板生产线,详细分析了宽厚板轧机自动控制系统软硬件平台。通过对平面板型控制模型的剖析和对宽厚板轧机轧制规程系统的研究,结合温度控制模型,提出并实现了过程自动化中预计算、后计算和自适应的优化措施,同时结合实际应用创新提出并实现了基础自动化中轧机冷却水系统及物料跟踪系统的优化。本论文主要完成的工作如下:
　　(1)论文对所涉及4300mm宽厚板生产线控制系统进行全面分析,主要内容包括:生产线工艺介绍、轧机设备概述、自动化控制系统架构以及二级模型控制系统架构。
　　(2)在过程自动化方面,详细研究了轧制力模型和温度控制模型,汇集整理了相关技术、数据基础。阐述了厚板轧制规程系统的实现过程,提出并实现了对平面板型控制模型中预计算、后计算以及自适应等方面的优化,提高了厚板轧制规程设定的准确性。在基础自动化方面,首先阐述了温度控制系统的实现过程,然后阐述了三大优化措施的实现过程。
　　(3)在基础自动化方面,为了提高温度控制模型的控制效率,提出并实施了连续分段函数曲线流量控制技术。利用预先获得的液体泵电机的转速与泵送实际液体流量的对应关系来确定电机转速,最终形成连续分段函数曲线流量控制技术。连续分段函数控制技术在冷却水系统中的应用,与国内外传统 PID控制和查表前馈控制方法相比,控制精度高、响应速度快、稳定性好。
　　(4)在基础自动化方面,提出并实施了自动变行程摆动物料跟踪技术。采用累加算法,开发自动变行程技术,改变热板坯下表面与辊道热传导点的分布,最终得到均匀的下表面温度。
　　(5)在基础自动化方面,提出并实施了模糊定位技术,优化物料微跟踪及提高批次轧制效率。针对影响批轧跟踪精度的接坯、分坯关键点,使用模糊定位技术,配合微跟踪修正技术,提高批次轧制数量和跟踪精度。
　　通过对轧制实绩的分析,优化措施实施后,钢板的同板差与异板差明显减小,成材率有效提高。平均合格率提高0.545％。达到了预期基本目标。
　　本论文在研究轧制规程系统方面,仅是从温度控制模型方面对轧制规程系统进行了深入研究分析。由于轧制规程的制定是一个受多种因素影响的过程,就目前的国内外研究现状来分析,优化措施实施后,仍然存在厚度控制问题。期望在今后的轧制厚度控制研究工作中,对影响轧制规程系统的各种因素,能够更系统、更有针对性地进行综合性研究分析,以提高对于宽厚板轧机轧制的可控性和控制精度。

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1 绪 论

1.1宽厚板生产技术发展综述

1.2轧机控制技术发展综述

1.3厚板轧制理论

1.4 论文的创新点

1.5 论文的结构

2 宽厚板生产线概况

2.1生产线工艺概况

2.2轧机设备概述

2.3自动化控制系统架构

2.4自动化控制系统技术特点

2.5 本章小结

3 平面板型控制模型

3.1 厚板轧机轧制力模型

3.2轧制道次计算模型

3.3 温度控制模型

3.4本章小结

4 轧制规程系统的研究与优化

4.1轧制规程架构

4.2预计算

4.3道次后计算

4.4道次设定优化

4.5本章小结

5 轧机温度控制系统优化

5.1温度控制系统软硬件平台

5.2轧机冷却供水系统优化

5.3钢板跟踪优化

5.4效果分析

5.5本章小结

6 总结和展望

6.1研究工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间已发表或录用的学术论文