无芯移送热卷箱自动控制系统的开发和应用

摘要

本文研究和开发了一个实际的冶金领域热轧板材生产线上的工程项目，通过对热卷箱的设备组成和功能、工艺特点和控制要求的分析，提出了热卷箱的整个自动控制系统的设计方案。 本论文就下面几个方面进行开发研究：1.在工艺上，采用了该领域内最新的钢卷无芯传送技术和新的成形理论，并开发出了相应的数学模型。使控制方案的设计更加合理和优化。 2.在系统硬件配置设计中，采用了分布式I/O结构，使系统的结构大大简化，清晰明了，也达到控制工程施工周期和降低工程成本的目的。 3.在系统的设计上充分考虑了在线工程施工和大型自动化系统的特点，采用计算机技术的应用成果，运用了多种网络通讯采用结构化编程、顺控技术以及自学习自适应等人工智能的方法，形成了一整套严格规范的控制编程规范，同时开发了部分移植性好、兼容性强的通用子程序。 4.在人机接口上，采用IntouchV7.10设计，便于操作人员操作，且人机接口图形明了、简洁。

目录

文摘

英文文摘

昆明理工大学学位论文原创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1热卷箱技术的开发背景和特点

1.2热卷箱技术的应用现状

1.3热卷箱技术的国产化状况

1.4无芯移送热卷箱新技术的开发和应用背景

1.4.1钢卷无芯移送技术

1.4.2新的卷取成型理论的应用和数学模型的开发

1.4.3保温侧导板技术

1.4.4人工智能控制技术的应用

第二章热卷箱及相关区域设备组成与主要功能

2.1热卷箱前设备

2.1.1 R2粗轧机

2.1.2 R2后辊道

2.1.3热卷箱入口侧导板

2.2热卷箱本体设备

2.2.1入口导槽与导向辊

2.2.2弯曲辊

2.2.3弯曲辊辊缝调节系统

2.2.4成形辊

2.2.5一号托卷辊

2.2.6稳定器

2.2.7开卷装置

2.2.8二号托卷辊

2.2.9钢卷无芯移送臂装置

2.2.10保温侧导板

2.2.11开尾销

2.2.12夹送辊、开尾辊

2.2.13冷却水系统

2.3热卷箱后设备

2.3.1飞剪前侧导板

2.3.2飞剪前辊道

2.3.3飞剪

2.3.4除鳞箱

2.3.5精轧机F1/F2机架

第三章热卷箱的工艺过程及控制要求

3.1热卷箱设计工艺技术参数

3.2热卷箱功能说明

3.3热卷箱的工作方式

3.4热卷箱的操作方式

3.5热卷箱的工艺过程控制

3.5.1自动卷取过程控制

3.5.2开卷过程控制

3.6仿真过程

第四章热卷箱控制系统设计

4.1传动控制系统

4.1.1电气传动控制系统

4.1.2液压传动控制系统

4.2基础自动化级控制系统

4.3人机接口HMI系统

4.4过程自动化控制系统

4.5检测元件的选型配置和布置

4.5.1轧件检测元件

4.5.2设备检测元件

第五章热卷箱控制软件设计

5.1主要程序块功能分配

5.1.1主程序块

5.1.2信号监控程序块

5.1.3系统初始化程序模块

5.1.4通用逻辑控制程序模块

5.1.5输入信号处理程序块

5.1.6轧件跟踪管理模块

5.1.7逻辑控制模块

5.1.8卷径跟踪计算模块

5.1.9速度控制程序模块

5.1.10定位控制管理模块

5.1.11尾部定位程序模块

5.1.12输出信号处理程序模块

5.1.13通用子程序块

5.2控制功能算法和数学模型

5.2.1主令速度控制功能

5.2.2热卷箱弯曲辊缝控制功能

5.2.3尾部定位功能

5.2.4上下弯曲辊设定速度匹配计算功能

5.2.5卷径跟踪功能

5.2.6设备典型逻辑控制功能

5.2.7热卷箱区域管理功能

5.2.8设备自动定位功能

5.2.9热卷箱无芯移送功能

5.2.10热卷箱卷取顺控器跟踪功能

第六章热卷箱控制系统通讯网络的设计

6.1 PROFIBUS-DP现场总线

6.2 工业以太网

6.3 GENIUS网

6.4 CCM通讯

6.5 TPL网络

第七章热卷箱人机接口界面HMI系统的画面设计

7.1主画面设计

7.2参数设置画面设计

7.3卷取启动条件画面设计

7.4开卷启动条件画面设计

7.5监控画面设计

7.6辅助系统监控画面设计

7.7报警画面设计

第八章结束语

参考文献

攻读硕士研究生学位期间参加的科研项目

致谢