【摘要】：隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,酸洗板的使用范圍越來越廣,再加上它較高的利潤率,吸引了越來越多的鋼鐵企業(yè)投入到酸洗板生產(chǎn)制造中。然而,目前連續(xù)式酸洗生產(chǎn)線的生產(chǎn)體系還沒有形成統(tǒng)一的標準,還存在自動化水平不高、帶鋼過酸洗產(chǎn)生殘次品以及張力控制不到位和精度不高導(dǎo)致帶鋼板型差等問題,這就需要鋼鐵企業(yè)從工藝流程研究出發(fā),到設(shè)計方案確定,再到控制系統(tǒng)實現(xiàn),通過不斷提高生產(chǎn)率水平和產(chǎn)品質(zhì)量來面對這種全新的挑戰(zhàn)。本文以M鋼鐵集團連續(xù)酸洗線工程項目為例,提出了一種基于PLC的連續(xù)酸洗機組入口自動控制系統(tǒng)。在需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了該系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)、架構(gòu)設(shè)計和核心功能,并對實施方案進行了測試,并以測試結(jié)果為依據(jù),對系統(tǒng)的投入使用進行了展望。本文首先對國內(nèi)外連續(xù)酸洗機組的投入使用和開發(fā)研究現(xiàn)狀做了梳理,并著重對連續(xù)酸洗機組控制技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)基礎(chǔ)、可視化技術(shù)基礎(chǔ)和入口自動控制系統(tǒng)的工藝流程做了詳細的介紹。隨后,從功能性需求和非功能性需求兩方面對M鋼鐵集團投入該系統(tǒng)的需求進行了較為全面的分析,其中的功能性需求(自動上卷功能、活套控制功能、速度控制功能和張力控制功能)是本研究設(shè)計的核心,也是總體架構(gòu)設(shè)計和實施方案的主題內(nèi)容。其次,在總體架構(gòu)設(shè)計上,設(shè)計了入口控制系統(tǒng)的工藝方案和技術(shù)方案,具體包括控制技術(shù)硬件——SIMATIC S7-400、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)——PROFIBUS-DP和工業(yè)以太網(wǎng)、可視化技術(shù)——SAMITIC WINCC組態(tài)軟件。在詳細設(shè)計中,圍繞自動上卷控制、活套控制控制、入口速度控制和入口張力控制這四個方面提出了相對獨立又緊密關(guān)聯(lián)的設(shè)計方案,并對其中涉及的工作原理、主要技術(shù)和實現(xiàn)方式做了詳細的說明和分析。最后,通過系統(tǒng)的測試,對四大核心功能的實現(xiàn)結(jié)果從過程、精度和速度等方面進行測試,并用PDA曲線圖做了記錄,測試結(jié)果表明,不但全部實現(xiàn)控制功能,而且控制精度高,生產(chǎn)的帶鋼質(zhì)量符合或超越工藝要求的技術(shù)指標。因此,該設(shè)計方案是可行的,對從事酸洗板的企業(yè)和技術(shù)人員,具有一定的理論意義和實踐價值,也可以為整個酸洗線的開發(fā)提供一套較強的實踐方案。當然,該系統(tǒng)還存在需要完善的地方,這也是在今后研究和生產(chǎn)中需要繼續(xù)探索的。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：F426.31;TP273
【圖文】：

到每個領(lǐng)域當中，隨著 PLC 功能模塊的不斷強化，其已經(jīng)深深的滲透到，通過對位置信號、溫度信號進行采集，并且將其反饋到整個控制系統(tǒng)強整個設(shè)備以及裝置的通信能力。5）尺寸小，功耗低，重量輕。當前的超小型的 PLC 控制系統(tǒng)中，各種部尺寸都比較小，其一般都小于 100mm，體積非常小，能夠很方便地裝因此可將開關(guān)柜的體積縮減到原來的十分之一左右，達到機電一體化的 PLC 的工作原理LC 的工作方式非常關(guān)鍵，它往往是通過循環(huán)掃描來實現(xiàn)的，在 PLC 開始，第一時間對每個模塊進行初始化處理，然后根據(jù)用戶編寫邏輯程序的行有效處理，在 CPU 對程序進行掃描過程中，還需要注意控制器中程序適的程序量才能夠確保在每個階段，系統(tǒng)所獲得的現(xiàn)場數(shù)據(jù)是有效的，框架如圖 2-1 所示。

圖 2-2 工藝流程圖Fig.2-2 Process flow diagram鋼卷小車將中轉(zhuǎn)鞍座上的鋼卷托起橫移，自動將鋼卷套入開卷機卷筒上。鋼卷在橫移過程中進行外徑、內(nèi)徑和寬度檢測，用于精確地控制小車提升高度和小車行走距離，確保鋼卷正確地套入卷筒并在寬度方向上與機組中心線對中。開頭裝置與開卷機協(xié)調(diào)工作開啟鋼卷頭部，并將帶鋼頭部喂入夾送矯直機中。夾送矯直機由夾送輥及七輥矯直機組成，它僅用于穿帶和甩尾，矯直帶鋼頭部和尾部。當穿帶完成后，夾送輥和矯直機打開，當甩尾時夾送輥和矯直機閉合。上通道穿帶導(dǎo)板處，設(shè)有帶鋼對中裝置，用于穿帶甩尾時的帶鋼對中。入口剪為雙通道式液壓雙切剪，用于切除帶鋼頭、尾不合格部分，一次切頭長度約 1m，切除帶鋼頭尾總長度各約 8m。入口剪的入口布置有夾送輥，出口布置有帶鋼對中裝置，用以穩(wěn)定切頭、切尾。入口剪之后設(shè)有 2 套轉(zhuǎn)向夾送輥，用于將上、下通道的帶鋼正確導(dǎo)入激光焊機。激光焊機將前后兩條帶鋼的頭尾焊接起來，以實現(xiàn)酸洗機組連續(xù)生產(chǎn)[12]。位于焊機之后的 1#張力輥用于機組正常生產(chǎn)和穿帶、甩尾時為入口活套提供張力。

基于 PLC 的連續(xù)酸洗機組入口自動控制系的生產(chǎn)效率，而且可以有效地監(jiān)控和管理生產(chǎn)設(shè)備，降低維護和管酸洗機組入口自動控制系統(tǒng)的核心技術(shù)和工藝要求，從功能性需求個方面做具體的分析。系統(tǒng)功能性需求酸洗機組入口自動控制系統(tǒng)的參與者主要是生產(chǎn)的操作人員和 PL是整個控制系統(tǒng)的直接參與者，因此從他們的角度出發(fā)分析系統(tǒng)的功求主要需要實現(xiàn)自動上卷，活套控制，速度控制和張力控制等功能的各項功能的控制方案進行闡述，系統(tǒng)用例圖如圖 3-1 所示。

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本文編號：2791304