焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、近幾年來，多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的非常迅速，廣泛應(yīng)用于冶金、紙業(yè)、電力等不同的行業(yè)。企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，就是企業(yè)信息化體系的良好構(gòu)建。因而以多層網(wǎng)絡(luò)為硬件設(shè)計理念，實現(xiàn)工業(yè)過程數(shù)據(jù)自動采集、存儲及實時傳輸，以及各項計劃特別是生產(chǎn)計劃的自動下達(dá)與執(zhí)行；實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)、供、銷及管控一體化，已成為焦?fàn)t機(jī)械系統(tǒng)控制技術(shù)的最新亮點(diǎn)。另外焦?fàn)t機(jī)械系統(tǒng)控制過程中的模糊PID、多電機(jī)負(fù)荷平衡、自動對位多項核心技術(shù)，作為構(gòu)成系統(tǒng)控制策略的關(guān)鍵因素，將對設(shè)

2、備的生產(chǎn)效率、環(huán)保、安全、精度等性能，起到積極的促進(jìn)作用。
　　 本文以首鋼7.63米焦?fàn)t機(jī)械系統(tǒng)為例，圍繞如何構(gòu)建焦?fàn)t機(jī)械自動化控制管理系統(tǒng)，使它可以實現(xiàn)現(xiàn)場控制層與基礎(chǔ)、過程和生產(chǎn)管理控制層之間的無縫隙結(jié)合而展開的。同時還包括多項控制策略的的研究及論證，最后設(shè)計出監(jiān)控管理人機(jī)界面系統(tǒng)等。
　　 本文主要做了以下幾方面的工作：
　　 首先，從焦?fàn)t機(jī)械系統(tǒng)控制的開放性、互操作性、可靠性、全數(shù)字化及生產(chǎn)工藝要求特點(diǎn)

3、出發(fā)，將各個分散的測量、控制設(shè)備以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的方式互相連接在一起，構(gòu)建了多層網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)。因焦?fàn)t機(jī)械系統(tǒng)控制對象復(fù)雜、分散、響應(yīng)快、集中管理、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需求等原因，系統(tǒng)設(shè)計中充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速性、擴(kuò)展性及開放性的優(yōu)勢。針對上述特點(diǎn)，本文選定現(xiàn)場總線、基礎(chǔ)自動化級、過程自動化級、生產(chǎn)控制級網(wǎng)絡(luò)相融合的多層網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)，通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)有線及無線傳輸和過程控制計算機(jī)(簡稱L2)的網(wǎng)絡(luò)搭建手段，實現(xiàn)了生產(chǎn)聯(lián)鎖管理、生產(chǎn)計劃管理、數(shù)據(jù)采

4、集以及設(shè)備的遠(yuǎn)程設(shè)定及控制功能。其次，焦?fàn)t機(jī)械業(yè)是一個特殊的行業(yè)，現(xiàn)場環(huán)境惡劣、作業(yè)頻繁、操作安全性及可靠性要求高，同時為響應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)政策對焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備的節(jié)能、減排標(biāo)準(zhǔn)控制要求，在焦?fàn)t機(jī)械控制系統(tǒng)中用于煙塵排放控制的電液比例系統(tǒng)、用于生產(chǎn)效率提高的自動對位系統(tǒng)、用于電機(jī)運(yùn)行特性優(yōu)化的負(fù)荷平衡等多項控制策略成為了系統(tǒng)控制的核心技術(shù)。針對上述系統(tǒng)控制要求，本文運(yùn)用電液比例閥及模糊PID控制策略，實現(xiàn)了油缸推進(jìn)速度的實時控制，從而保證了取門臺

5、車進(jìn)退、提門、傾斜動作的快速及平穩(wěn)無沖擊運(yùn)行，不僅很好地緩解了設(shè)備沖擊，尤其對爐門、爐框起到了良好的密封作用；運(yùn)用SIMOLINK環(huán)網(wǎng)及變頻矢量控制技術(shù)建立了多電機(jī)驅(qū)動負(fù)荷平衡控制系統(tǒng)，較好地解決了焦?fàn)t機(jī)械因負(fù)荷分配不均而導(dǎo)致電流偏差大的實際問題，并使走行機(jī)構(gòu)多電機(jī)的負(fù)荷實現(xiàn)了自動、實時均勻分布，不僅很好地從控制角度解決了鋼結(jié)構(gòu)的扭曲變形及跑偏問題，尤其可實現(xiàn)設(shè)備的高速平穩(wěn)運(yùn)行，從而提高了生產(chǎn)效率；運(yùn)用編碼識別技術(shù)的自動對位系統(tǒng)，能夠按

6、照程序設(shè)置的S速度曲線將車輛設(shè)備精確定位在目標(biāo)位置處，不僅滿足了定位誤差≤±5mm的控制要求，而且運(yùn)行控制效果平穩(wěn)，尤其對設(shè)備的安全聯(lián)鎖操作起到了至關(guān)重要的控制作用。
　　 最后，從焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊可視性差、控制對象多、安全操作要求高、生產(chǎn)集中管理等工藝要求特點(diǎn)出發(fā)，將監(jiān)控管理系統(tǒng)融入到系統(tǒng)控制中，實現(xiàn)了對控制系統(tǒng)操作和運(yùn)行參數(shù)的在線檢測、實時診斷、趨勢分析、及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報異常運(yùn)行情況并提供故障處理信息的控制功能。本文所設(shè)計