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基于现场总线的小方坯连铸机二冷水电控系统设计

刘长运  
【摘要】: 连铸机二次冷却是对离开结晶器带有一定厚度的坯壳的铸坯进行喷水冷却,使铸坯温度按冶金准则均匀下降,并最终完全凝固。作为连铸生产过程的一个重要工艺环节,二冷水的控制对连铸机的产量和铸坯质量有很大影响。因此对铸坯进行有效的二次冷却控制是提高铸坯质量的关键。本文以小方坯连铸机为研究对象,根据铸坯凝固传热的特点,建立了方坯凝固传热的数学模型,为二次冷却制度的优化提供了理论依据。 针对小方坯连铸机的工艺特点及控制要求,采用西门子S7-300PLC设计了基于现场总线的小方坯连铸机的电控系统。重点研究了二次冷却控制系统,并且分析了电动执行机构、调节阀和流量计的传递函数,在此基础上建立了二次冷却控制系统的数学模型。 鉴于连铸过程中存在供水管网压力波动以及喷嘴堵塞等因素干扰,PID控制的参数不可能总是处于最优状态。在对常规二冷水控制方法分析的基础上,引入了模糊PID控制进行研究。分别采用常规PID控制和模糊PID控制对系统进行仿真,仿真结果表明:常规PID控制在工况稳定的情况下能够取得较好的控制效果,但在工况有较大改变时,模糊PID控制的控制效果更好。最后,基于PLC编程软件Step7实现了模糊PID控制,实验结果表明,模糊PID控制的控制效果要优于常规PID控制。


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