【正文】 在動(dòng)態(tài)時(shí)，都可獲得 較好的空燃比性能。 TI 系列主機(jī)構(gòu)成完全是模塊化，模塊的數(shù)量可由用戶在等于或小于系統(tǒng)規(guī)模的前提下根據(jù)需要自由組態(tài)配置。 模塊組態(tài) 根據(jù)實(shí)際情況需要，小型廠第一車間共有二個(gè)加熱爐，每個(gè)爐子有上加熱、上均熱和下均熱三個(gè)加熱點(diǎn)。此外系統(tǒng)本身還需要一定規(guī)模的畫面組態(tài)前臺(tái)調(diào)度，即人機(jī)界面的形成。具體連接方法是：從主機(jī)內(nèi) RCC 遠(yuǎn)程通道控制器板上1＃、 2＃通道的通訊口專用電纜與各遠(yuǎn)程底板控制器 RBC 相連，實(shí)行遠(yuǎn)程通訊與控制。從而完成整體遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 高爐生產(chǎn)中主要的控制和管理工作， TI505 主機(jī)設(shè)置在控制室內(nèi)。對(duì)于 TI54TI55 TI575 和 TI560/TI565 控制器存儲(chǔ)器來說，能夠根據(jù)各自類型來配置存儲(chǔ)器的內(nèi)存。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行智能化控制，不僅有效地節(jié)省了時(shí)間、能源、減小了環(huán)境污染，還提高了生產(chǎn)效率和精度。在線檢測(cè)工藝技術(shù)參數(shù)要求相對(duì)準(zhǔn)確，計(jì)量?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 致謝 首先要感謝我的導(dǎo)師周紅艷老師。 課題的研究得到了唐老師的悉心幫助。 最后，還要感謝我的同學(xué)們，感謝他們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的鼓勵(lì) 與幫助。 課題的研究過程，不僅是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用，也是對(duì)知識(shí)的全面總結(jié)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的工作精神，對(duì)學(xué)生始終是一種鞭策，將使我終身受益。兼有記錄、統(tǒng)計(jì)、分析、查詢各段爐溫、軋制 (開軋 )鋼溫、軋線作業(yè)率、鋼坯加熱工藝影響軋材產(chǎn)品質(zhì)量，單位燃料消耗的追溯功能。人機(jī)接口多畫面多窗口多種形式的交流使操作人員實(shí)時(shí)透視出系統(tǒng)中的大量信息，及時(shí)了解生產(chǎn)過程的情況變化，并根據(jù)這些變化輸入指令。存儲(chǔ)器容量大小由模塊而定。如表 ，表 。在上述各控制系統(tǒng)中分別通過底板上的 NIM 網(wǎng)絡(luò)與其人機(jī)接口 CVU10000 連接。本控制系統(tǒng)采用 2 臺(tái) TI505 系列主機(jī)，通過熱后備板有效的聯(lián)機(jī)工作，使其為一工作一熱后備同步運(yùn)行。該系統(tǒng)由三個(gè)底盤架 25 個(gè)模塊構(gòu)成。 機(jī)器軟件 主機(jī)編程語言采用了梯級(jí)邏輯圖 (560 CPU 主板支持 )，模擬量處理采用了 SF 語言 (565 CPU主板支持回路，模擬報(bào)警， SF 語言 )，其中 SF 語言以功能專一單位模塊化的形式可被梯級(jí)圖，回路和模擬報(bào)警以多種形式進(jìn)行調(diào)用。 控制系統(tǒng)流程圖 綜合系統(tǒng)中各個(gè)因素考慮，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的流程圖，見圖 ；其中：上均熱溫流控制流程、下均熱溫流控制流程的控制方法與上加熱溫流控制流程相同，這里不再詳細(xì)列出。溫度調(diào)節(jié)器的輸出直接作為空氣流量調(diào)節(jié)控制器的給定，然后空氣流量實(shí)際值除以空燃比作為煤氣流量調(diào)節(jié)控制器的給定。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 流量檢測(cè) 流量檢測(cè)的主 要過程如下： 流量 f 通過檢測(cè)裝置，孔板進(jìn)入流量變送器，將電流轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào) 4～20mA，經(jīng)過安全柵的安全過濾、信號(hào)隔離后，傳入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)，此時(shí)，系統(tǒng) CPU 進(jìn)行處理，再將信息反饋回?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器，電動(dòng)執(zhí)行器或手操器檢測(cè)到 CPU發(fā)出的命令后作出響應(yīng)，再經(jīng)過伺服放大器放大信號(hào)后送給加熱爐。這樣既可節(jié)約能源，又可防止環(huán)境污染。 溫度檢測(cè) 對(duì)于一個(gè)加熱爐來說，最重要的指標(biāo)參數(shù)就是溫度。因此 ，必須對(duì)爐膛壓力進(jìn)行有效控制。當(dāng)爐膛壓力過高時(shí)，火煙就會(huì)從裝、出料口處大量冒出。其次，壓力測(cè)量或控制可以防止生產(chǎn)設(shè)備因過壓而引起破壞或爆炸。多畫面多窗口多種形式的 交流可使操作人員實(shí)時(shí)透視出系統(tǒng)中的大量信息，及時(shí)了解生產(chǎn)過程的情況變化，并根據(jù)這些變化輸入指令，從而正確引導(dǎo)系統(tǒng)的運(yùn)行。本套數(shù)模設(shè)計(jì)由三部分組成，它們是：正常爐況下不同規(guī)格不同鋼種的爐溫設(shè)定值、考慮熱偶位置偏離參數(shù)分散而設(shè)置的爐溫設(shè)定偏置值、待軋爐況下不同鋼種不同規(guī)格不同待軋時(shí)間爐溫設(shè)定的修正值。這樣，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)爐壓的控制。根據(jù)這個(gè)要求，本系統(tǒng)采用溫度流量串級(jí)自身反饋雙向限幅控制。根據(jù)這一要求，我們將傳統(tǒng)的雙交叉雙向反饋限幅改為自身反饋雙向限幅，大大優(yōu)化了 流量回路的動(dòng)特性 [10]。 熱軋加熱爐的燃燒過程空氣過剩率控制在 — ，以達(dá)到最佳燃燒。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 第 4章 加熱爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成 加熱爐燃燒控制系統(tǒng)是加熱爐 PLC 控制系統(tǒng)的執(zhí)行層，其主要包括溫度控制、空氣流量控制、煤氣流量控制、爐壓控制，熱風(fēng)放散控制等幾部分組成。操作員終端上具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)集成等功能，在計(jì)算機(jī)上能以圖形方式形象、直觀、快捷地對(duì)工業(yè)過程進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)控、報(bào)警和控制。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，可用編程器直接對(duì) PLC進(jìn)行監(jiān)控。 操作界面是控制系 統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，它應(yīng)具有透明度高、實(shí)時(shí)性好和操作方便快捷等特點(diǎn)，同時(shí)它是系統(tǒng)的窗口，系統(tǒng)的外觀形象廣告效應(yīng)都由它來表現(xiàn)，因此在系統(tǒng)中的地位尤顯重要。 CVU10000 操作員接口是一個(gè)高性能彩色圖形系統(tǒng)，用以監(jiān)控單臺(tái)或多臺(tái) PLC。按照轉(zhuǎn)換的方式，可以分為串行 D/A 轉(zhuǎn)換器和并行 D/A 轉(zhuǎn)換器兩種。 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件。電動(dòng)執(zhí)行器將輸入的電流 4～ 信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出軸角位移或直線位移。 伺服放大器 伺服放大器由前置磁放大器、觸發(fā)器、可控硅交流開關(guān)組成。電動(dòng)儀表中的變送器、執(zhí)行器、電氣轉(zhuǎn)換器、安全柵屬安全火花防爆儀表。變送器的輸出信號(hào)用于指示、記錄和控制。當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，由于流束收縮，在節(jié)流件的前后產(chǎn)生靜壓力差，利用壓差與流速的關(guān)系可進(jìn)一步測(cè)出流量。 西門子 TI565 系列 PLC 技術(shù)性能 [6] 系統(tǒng)內(nèi)存 /KB： 1024RAM 1K 字執(zhí)行時(shí)間： 控制繼電器 /可保持控制繼電器： 53248/4096 計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器： 20480 數(shù)學(xué)運(yùn)算功能： ， +， *， /， 數(shù)字量輸入 /輸出： 8192 模擬量輸入 /輸出： 8192 智能輸入 /輸出模塊： 能連接或可能連接 遠(yuǎn)程輸入 /輸出距離 /m： 1000 或 4000 TISTAR 過程控制監(jiān)控系統(tǒng)： 能連接或可能連接 聯(lián)網(wǎng)： 能連接或可能連接 /TI 通道 閉環(huán)回路控制： 能連接或可能連接 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 中央處理單元類型 PPX： 565TXKM/110Y 總內(nèi)存配置 /KB： 1024 梯形圖程序內(nèi)存配置 /KB： 256 計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器： 0480 擴(kuò)展遠(yuǎn)程底盤： 128 可尋址 I/O(數(shù) 字 /模擬 )： 8192 1K 執(zhí)行時(shí)間： 回路數(shù)： 64 計(jì)算速度 (回路 /100ms)： 40 模擬量報(bào)警： 128 特殊功能程序： 1023 西門子 TI505 系列 PLC 輸入 /輸出模塊技術(shù)性能 [7] 模擬量輸入 /輸出模塊 PPX 5057012 輸入點(diǎn)數(shù) 8，差分、雙極性 輸入范圍 0～ 10V， 0～ 50mA， 0～ 20mA 分辨率 輸入 15bit，輸出 12bit 輸出點(diǎn)數(shù) 4 輸出范圍 0～ 10V， 0～ 20mA 輸入之間隔離 AC1500V 輸出之間隔離 AC1500V 更新時(shí)間 20ms/輸入， 24ms 對(duì)所有輸出 電源 DC24V，僅對(duì)輸出 所占槽位 1 儀器介紹 孔板 孔板 屬于節(jié)流裝置的一種。 下面對(duì) TI505 系列 PLC 做一下介紹。 智能式輸入 /輸出 當(dāng)前， PLC 的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的輸入 /輸出模塊。 特殊功能 在選擇一臺(tái) PLC 時(shí)，用戶可能會(huì)面臨需要一些特殊類型的且不能用標(biāo)準(zhǔn) I/O 實(shí)現(xiàn)的 I/O 限定情況。典型的交流輸入 /輸出信號(hào)為 20～ 240V，直流輸入 /輸出信號(hào)為 5～ 240V。根據(jù)實(shí)際需要， PLC 相應(yīng)有許多種 I/O 接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊，可以根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇使用。通過 I/O 接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的信息。集散式控制遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 系統(tǒng)的分級(jí)管理規(guī)?？纱罂尚。梢灾挥袃杉?jí)（直接控制級(jí)和監(jiān)督控制級(jí)或稱下位機(jī)和上位機(jī)），也可以有多級(jí)。并根據(jù)參數(shù)實(shí)際值與設(shè)定植的偏差，按照一定的控制算法發(fā)出控制命令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而完成控制任務(wù)。具體應(yīng)考慮以下幾方面： 結(jié)構(gòu)合理； 功能相當(dāng)； 機(jī)型統(tǒng)一； 是否在線編程。系統(tǒng)要求其穩(wěn)定準(zhǔn)確快速的隨動(dòng)溫度設(shè)定數(shù)模的設(shè)定值，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，高效燃燒，節(jié)約能源，減少污染，實(shí)現(xiàn)爐溫最佳控制，提高鋼材質(zhì)量的目的。因此，這里我們采用煤氣作為燃料。因此，必須了解鋼加熱工藝的基本知識(shí)，能夠制定正確的加熱工藝制度，防止過程中可能出現(xiàn)的各種缺陷。 改變金屬的結(jié)晶組織 鋼加熱的質(zhì)量直接影響到鋼材的質(zhì)量、產(chǎn)量、能源消耗以及軋機(jī)壽命。遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 如果將它加熱到 1200℃，這時(shí)的變形抗力降低到大約 300 公斤 /厘米 2，比常溫下的變形抗力降低 20 倍。這里，我們就來明確一下加熱的目的。針對(duì)不同的鋼種、不同的坯型進(jìn)行加熱時(shí)間、加熱速度的計(jì)算，從而制定出合理的加熱工藝曲線 [4]。 從生產(chǎn)率的角度出發(fā)，希望加熱速度越快越好，時(shí)間短，氧化燒損也少。 對(duì)于低合金鋼加熱溫度借助 FeFe3c 圖相圖制定，最高溫度應(yīng)比固相限低100150 C，加熱溫度越高偏析的非金屬夾雜物融化出現(xiàn)過燒，同時(shí)表面氧化脫碳嚴(yán)重。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 第 2章 加熱爐工藝知識(shí) 加熱爐的生產(chǎn)過程主要是推鋼機(jī)把上料臺(tái)上的鋼坯推入輥道 ,經(jīng)電子秤稱重后進(jìn)入爐內(nèi) ,由步進(jìn)底傳送 ,并在傳送過程中加熱 ,然后送入爐輥道上 ,啟動(dòng)出爐輥道 ,把鋼坯