【正文】 其速度不穩(wěn)定從而影響鑄坯的質(zhì)量。當澆注特殊鋼種時應(yīng)綜合采用這兩種控制方法。 控制原理總結(jié)：系統(tǒng)采用渦流 式傳感器對結(jié)晶器液位進行檢測，通過渦流傳感器能夠檢測出結(jié)晶器內(nèi)鋼水液位的高度信號，經(jīng)前置放大器處理后，其液位高度信號被實時地傳送到中央處理單元，讀取液位測量值并執(zhí)行線性化處理，將處理后的測量值與系統(tǒng)的設(shè)定值進行比較，然后，根據(jù)比較的結(jié)果，執(zhí)行控制算法，給出適當?shù)娜粽{(diào)節(jié)控制量，控制交流伺服電動缸驅(qū)動中間包塞棒執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)塞棒，改變水口開度，以實現(xiàn)對鋼水的流量控制，保證結(jié)晶器內(nèi)鋼水液位穩(wěn)定。水口和塞棒 粘上凝固鋼液或鋼渣以及其突然脫落，均會使塞棒特性曲線中的工作點發(fā)生突變和控制 系統(tǒng)的特性變化。 對這種現(xiàn)象的解釋目前還沒有十分明確的理論。結(jié)晶器振動頻率是常量或隨拉速變化。本章節(jié)將選擇根據(jù)實際情況選擇各個硬件的型號，組成最優(yōu)的系統(tǒng)。 目前 ， 結(jié)晶器鋼水液位檢測的方法很多種 ， 例如有放射法 (Co60， Cs137)、紅外法、熱電偶法、激光法、浮點法、電磁法、電視法和渦流法等 。特點：抗干擾能力強，安裝方便，視覺圖像，但只有在不加保護渣的任何類型的連鑄機上使用。渦流電磁場的分布取決于結(jié)晶器中鋼水的液面高度，因此鋼水液面的高度 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 可根據(jù)感應(yīng)電勢差的大小測得。所以在這里我們使用渦流式鋼水的檢測方法。 3 177。 (～1) 響應(yīng)時間 l o． 3 0． 04 O． 3 O． 05 安全性 輻射污染 高 高 高 高 液位測量 渣面 鋼水面 渣面 半渣面 鋼水面 可靠性 中維護 中維護 /易維護 易維護 易維護 維護方式 停產(chǎn) 停產(chǎn) 可在線 可在線 可在線 應(yīng)用范圍 方圓坯 大方坯 板、大方坯 均可 均可 安裝位置 結(jié)晶器內(nèi) 結(jié)晶器上 結(jié)晶器外 結(jié)晶器外 結(jié)晶器外 安裝難易 較難 較易 易 易 易 操作要求 簡單 較難 簡單 簡單 簡單 投資 較低 高 中 中 中 運行成本 高 高 較低 較低 中 投資回收 難 中 中 較易 中 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 圖 VUHZ液位傳感器實物 世界最著名的結(jié)晶液位傳感器制造商捷克 的產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于世界各大鋼廠 ,在中國，包鋼、邯鋼、湘鋼、漣鋼、寶鋼、鞍鋼、首鋼京唐、唐鋼等大中小型鋼廠都在使用 VUHZ 生產(chǎn)的液位檢測產(chǎn)品。采用耐材制造的浮球會受到鋼水的侵蝕，因此需要人為定期更換并進行預(yù)熱，中斷整個控制系統(tǒng)增加自動化程度，增加了操作人員的勞動強度并且降低連鑄機的效率。 VUHZ 傳感器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)是由勵磁線圈 S、檢測線圈 L和檢測線圈R組成。經(jīng)過鋼液面反射回來的電磁信號將分別在兩個檢測線圈上產(chǎn)生與鋼液面的高度成相應(yīng)關(guān)系的感應(yīng)電動勢 VL 和 VR。 3 可用于自動開澆，在線實時測量。 0V=50℃； 10=100℃ 線性度 177。當中間包車行走至澆鑄位并下降至澆鑄高度時 ,在延時 10s 后由中間包車對應(yīng)的液位控制 PLC向 SHE變送器發(fā)出自動標定信號 ,SHE變送器在完成標定后向液位控制 PLC發(fā)送 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 標定成功信號 ,完成自動校準動作 ,做好測量準備。 2 方便安裝、更換和維護。由于中間的運動，而油箱和泵等處于地面，雖然軟管連接這些設(shè)備，但畢竟是不方便。 3 高精度氣動數(shù)字缸方式 :這是我國近年來發(fā)展起來的一種新的連鑄結(jié)晶器鋼水液位的控制執(zhí)行器，這是連鑄機應(yīng)用了氣動數(shù)字缸技術(shù)，其優(yōu)點是數(shù)字量、脈沖控制、精度高、開環(huán)、不怕堵塞損壞設(shè)備，所以速度很快，沒有位置測量裝置，所以結(jié)構(gòu)簡單，易于維護。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。（ U 相 紅色、 V相 白色、 W 相 黑色）； X6 接口編碼器反饋信號。這種控制系統(tǒng)非常的復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性會和設(shè)備的工作效率都會由于大量的硬件接線降低。 由國際電工委員會（ IEC）發(fā)布 PLC 的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán) 境中的應(yīng)用。 PLC 的一般結(jié)構(gòu)如圖 。應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。輸入模塊和輸出 模塊是 PLC和 I/O設(shè)備或裝置之間的連接部分，起著 PLC 和外部設(shè)備之間傳送功能。 PLC 所采用的開關(guān)電源輸入電壓范圍寬（如 ~ 或 85~264VAC）、體積小、效率高、抗干擾能力強。 PLC 與打印機的連接，可以實現(xiàn)處理信息和打印系統(tǒng)參數(shù)；與顯示器連接，可以將過程控制圖像的顯示；和其他 PLC 連接，可組成多機系統(tǒng)或連接到網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大范圍的控制。在 S7200 系列 PLC 中，即使是小型機，也具有近 200 條指令。 3 網(wǎng)絡(luò)通信功能。 其中選用的 CPU 是 224XP CN，其訂貨號： 6ES7 2142AD230XB8 本 CPU 集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個數(shù)字量 I/O 點， 2輸入 /1 輸出共 3 個模擬量 I/O點，可連接 7個擴展模塊，最大擴展至 168 路數(shù)字量 I/O 點或 38 路模擬量 I/O 點。輸入輸出口地址分配如表 。 177。 100mV 177。 EM222 數(shù)字量輸出模塊地址分配如表 。 圖 控制按鈕原理圖 按鈕中觸電的形式和數(shù)量根據(jù)需要可以裝配成 1常開 1常閉到 6常開 6常閉的形式。本系統(tǒng)選用的按鈕型號是XB7EVB1LC。轉(zhuǎn)換開關(guān)同樣也有單極、雙極和三極。只要在 A1~A4 管腳上輪流加低電平其頻率大于 40Hz，可實現(xiàn)數(shù)碼管同時被點亮的視覺效果。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 圖 CL5461AS 電氣接線圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 5 程序設(shè)計 編程軟件 STEP7 Miro/WIN 的簡單介紹 西門子于 2021 年 2月正式推出 S7200 新版編程軟件 STEP 7Micro/WIN SP5，它是目前的最新版本。它簡單、易學(xué)，能夠解決復(fù)雜的自動化任務(wù)。 PLC、電渦流傳感器、數(shù)碼顯示器、光電隔離電路及脈沖控制步進電機工作原理。 經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計，不僅使我對 PLC 知識有了更為深刻的了解，更讓我對完成一個設(shè)計需要付出的巨大努力有了更多的認識。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 致 謝 歷經(jīng)兩個多月的努力，傾注了我們大量時間和經(jīng)歷，最終能夠順利完成設(shè)計，首先，我要感謝于靜老師對我的悉心指導(dǎo)，在設(shè)計期間老師幫助我理清設(shè)計思路，對我所做的設(shè)計提出十分重要的意見建議。為之后順利完成設(shè)計打好了基礎(chǔ)。一個人的知識永遠是有限的，但眾人的力量是無窮的，幾名好朋友能在自己非常忙碌的情況下給我提供積極的幫助，在這里再次向他們表示感謝。 然后，我還要感謝同學(xué)們在畢業(yè)設(shè)計過程中對我的關(guān)心與支持。最初定題目只 是自己一個偶然的想法，并沒有對所設(shè)計的內(nèi)容有太多的構(gòu)思，當真正開始做設(shè)計的時候才發(fā)現(xiàn)自己的知識面實在太窄了。從中我學(xué)習(xí)到如何完善和改變自己的設(shè)計方案，特別是深刻體會到了理論和實踐結(jié)合的重要性。 4. 實現(xiàn)了電機的自動控制，根據(jù)渦流傳感器的與設(shè)定值的大小比較自行調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)方向。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 系統(tǒng)總程序流程圖 : 是否為自動模式 自動調(diào)節(jié)程序 手動調(diào)節(jié)程序 設(shè)定高度參量 數(shù)碼管顯示 開始 N Y 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 手動調(diào)節(jié)程序流程圖： 自動調(diào)節(jié)程序流程圖： 子程序開始 檢查主傳感器溫度 是否正常 PID 調(diào)節(jié)子程序 返回到主程序 檢查主傳感器溫度 是否正常 N Y 子程序開始 檢查按動上升還是下降 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 PID 流程圖 其他用戶程序 Y N N 改變參數(shù)設(shè)定值 結(jié)果送 D/A 計算 )()1( kUkU II ?? 計算 )1()()( ??? kUkeKkU III 流量給定信號輸入 數(shù)字濾波 采樣時間剩余否 計算)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ?? )()()( kckrke ?? 計算 )()( keKkU pp ? 計算 )]1()([)1( ???? kekeKkU DD 計算 )()1( kUkU DD ?? 計算 )()()()( kUkUkUnu DIP ??? 改變設(shè)定值？ Y 本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 結(jié) 論 通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)的可編程控制器（ PLC）知識有了更深入的認識，而且也學(xué)會了許多軟件的應(yīng)用，我學(xué)會了 STEP7 的編程功能，另外也掌握了 Word 中許多不常用功能的應(yīng)用，這些都是我們在以往沒能掌握的技能。 STEP 7Micro/WIN SP3 配合 S7200 CN 使用時，必須設(shè)置語言環(huán)境為中文才能正常工作。例如：四個數(shù)碼管要顯示 9876數(shù)字。 圖 轉(zhuǎn)換開關(guān) LW516 YH3/3 外形 LED 數(shù)碼顯示器 LED 數(shù)碼顯示管由 7 個條狀二極管芯片按照一定的方法排列而成，可以實現(xiàn)數(shù)字 0到 9的顯示，其具體的結(jié)構(gòu)有反射罩式、條形 7段式及單片集成多位數(shù)字式。 圖 XB7EVB1LC 按鈕外形 轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，與刀開關(guān)的操作不同，它是左右旋轉(zhuǎn)的平面操作。當按下按鈕時，先斷開常閉觸點，而后接通常開觸點。 控制按鈕簡稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單且使用廣泛的手動開關(guān)，在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等。 25mV 電 流 0～ 20mA 數(shù)據(jù)字格式 雙極性全量程范圍 32021～ +32021 單極性全量程范圍 0～ 32021 分辨率 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 模擬量輸出特性 模擬量輸出點數(shù) 1 信號范圍 電壓輸出177。 500mV 177。 10V 177。是具有模擬量 I/O