包钢轨梁厂冷床电气自动化控制的研究

摘要

本文阐述了百米重轨的市场背景和开发百米钢轨产品的意义。通过采用有限元法，分析了钢轨冷却过程中温度场、应力场和弯曲变形的三维模型。通过分析，我们找到了钢轨冷却过程中弯曲变形的原因和不同预弯条件下终冷后的弯曲变形和残余应力分布规律，提出能够降低钢轨冷却后弯曲度的最佳预弯方案。文章不但详细阐述了冷床系统的设备和工艺，而且对电气控制系统进行了深入地分析和完整的设计。根据生产过程中的问题和冷床系统的设备和工艺的特点，控制系统采用西门子PCS7集散控制系统。同时根据控制任务的要求，采用了位置型闭环控制，成功地实施了预弯并且解决了在移送过程中的同步问题，取得了满意的效果。同时笔者为今后电气控制系统的改进提出了可行的建议及实施方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1选题背景及其意义

1.2国内外其它同类型技术改造情况

1.3冷床系统主要设备系统概述

1.4本论文的主要研究内容

第二章预弯工艺的相关理论

2.1百米重轨的有关规范

2.2钢轨冷却过程的传热及应力、应变理论

2.2.1钢轨冷却过程的传热及应力、应变理论

2.2.2模型的建立与网格划分

2.2.3计算结果及分析

2.3 U75V百米钢轨预弯模拟计算数据结果

第三章冷床系统的总体设计

3.1工艺概述

3.2预弯系统的概述

3.2.1预弯系统的构成

3.2.2预弯系统的主要电气设备

3.2.3西门子控制系统硬件设备

3.2.4预弯系统的自动控制系统

3.2.5西门子控制设备的网络通讯方式

3.2.6 PROFIBUS的通信协议

3.2.7 PROFIBUS-DP设备的分类

第四章预弯的控制策略设计

4.1预弯控制系统的结构

4.2预弯的控制策略

4.2.1预弯的参考曲线

4.2.2标度转换及模拟量的规范化

4.2.3光电码盘脉冲信号的转换

4.3预弯的控制系统设计

4.3.1预弯控制系统

4.3.2同步控制系统

4.4本章小结

第五章预弯的评估及系统完善

5.1钢轨预弯的评估

5.1.1残余应力和外尺寸的控制

5.1.2残余应力及平直度的测量

5.2时速350公里100米U75V和U71Mn(k)钢轨的生产

5.3控制系统的完善及改进

5.3.1控制系统完善的步骤

5.3.2预弯参数的整定

第六章结论

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况