PLC在板带真空退火炉控制中的应用

论文摘要

近年来,不锈钢板材已广泛应用于食品、医疗、工业、石油化工等领域,真空退火是其不锈钢生产的重要工艺过程。为了提高不锈钢及稀有金属板材真空退火炉生产检测与控制水平,本课题在研究真空退火工艺及设备特点的基础上,提出了温度及真空度精确控制以及多温区的高均温性的控制要求；建立了不锈钢板带真空退火炉的数学模型,并进行了系统辨识。本系统采用了Profibus总线+RS485总线的多总线网络结构,实现了IPC+PLC+智能仪表集散控制硬件系统。软件设计分为监控程序、控制算法、过程控制程序三部分,监控软件采用WINCC7.0组态软件设计了带动画、立体效果的上位人机界面,完成了数据的及时记录,及报警的及时反馈；控制策略软件方面,采用OPC技术,在上位机中实现在线PID参数优化,通过温度局部调整,达到不锈钢板带真空退火炉大容积、多温区均温性控制目的；通过Step7设计了过程控制程序,实现对整个生产过程的自动控制。生产运行实践证明,该控制系统运行效果良好,实现了对温度、真空度高精度控制,均温性良好,系统设计提高了系统的稳定性,自适应性和鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 课题的来源与目的意义
• 第二章 不锈钢板材真空退火炉工艺及控制需求分析
• 2.1 不锈钢板带真空退火的特点
• 2.2 不锈钢板带真空退火的生产设备
• 2.2.1 不锈钢板材真空退火炉的设备组成结构
• 2.2.2 不锈钢板带退火生产过程
• 2.3 板带真空退火控制系统需求分析
• 2.3.1 控制系统功能要求
• 2.3.2 退火炉主要控制技术参数
• 第三章 不锈钢板带真空退火炉计算机控制系统硬件实现
• 3.1 板带真空退火炉多总线结构控制系统实现
• 3.1.1 Profibus总线标准
• 3.1.2 RS485总线标准
• 3.1.3 多总线结构的控制系统设计方案
• 3.1.4 多总线控制系统的实现方法
• 3.2 真空退火炉加热系统控制
• 3.2.1 加热控制原理
• 3.2.2 用来加热的智能控制仪表
• 3.2.3 加热系统功率控制设备
• 3.3 炉门小车系统控制
• 3.4 真空系统的控制设备和原理
• 3.5 冷却系统控制
• 第四章 不锈钢板带真空退火炉计算机控制系统软件设计
• 4.1 板带真空退火炉计算机上位监控软件设计
• 4.1.1 真空退火炉计算机上位监控软件组成
• 4.1.2 系统的工况图界面设计
• 4.1.3 真空系统的界面设计
• 4.1.4 水路系统的界面设计
• 4.1.5 曲线设置的界面设计
• 4.1.6 温度、真空和加热曲线的界面设计
• 4.1.7 报警界面设计
• 4.1.8 历史报表画面设计
• 4.1.9 标温显示画面设计
• 4.2 下位过程控制程序设计
• 4.2.1 炉门小车系统的下位控制程序设计
• 4.2.2 真空系统控制程序设计
• 4.2.3 加热系统程序设计
• 4.2.4 冷却系统的下位程序设计
• 第五章 系统调试与运行
• 5.1 控制系统的现场空载联调
• 5.1.1 联调步骤及联调目的
• 5.1.2 空载试加热运行的结果分析
• 5.2 控制系统现场带载调试
• 5.2.1 烘炉阶段调试
• 5.2.2 烘炉的运行结果分析
• 5.3 现场均温控制数据检测与分析
• 第六章 相关程序及操作系统
• 6.1 相关程序
• 6.2 操作系统说明
• 6.2.1 操作说明
• 6.2.2 操作注意事项
• 第七章 结论
• 7.1 本文结论
• 7.2 本文的创新点
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 3504温控仪操作说明
• 附录2 真空计操作说明
• 附录3 研究生期间参加的工程项目及发表的论文
• 详细摘要