連鑄二冷過程控制仿真系統(tǒng)設(shè)計與控制算法研究.pdf

1、連鑄二冷控制是鋼水連鑄過程中的重要環(huán)節(jié)，直接決定著坯殼的表面溫度、鋼液的結(jié)晶方式和鑄坯的質(zhì)量。連鑄過程具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強耦合性、反應(yīng)機理復(fù)雜等特點，其生產(chǎn)條件相對惡劣，不利于工作人員進行現(xiàn)場的實驗操作。連鑄二冷過程控制仿真系統(tǒng)的組建有助于實現(xiàn)二冷控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化和算法驗證?？梢钥s短連鑄二冷控制系統(tǒng)的開發(fā)周期，節(jié)約投資。本文的創(chuàng)新點是建立調(diào)節(jié)閥流量特性和壓力特性的軟件模擬。主要工作如下：
　　一、仿真系統(tǒng)的設(shè)計。開發(fā)連鑄二

2、冷仿真系統(tǒng)的硬件平臺和軟件平臺，完成仿真系統(tǒng)各部分的功能設(shè)計。
　　二、基于觸摸屏的連鑄工藝參數(shù)模擬。在MCGS組態(tài)軟件中，模擬中間包鋼水的溫度和鑄坯拉速的變化，實現(xiàn)對澆鑄周期、澆鑄溫度和拉速基準(zhǔn)值等參數(shù)的設(shè)置，可以更加準(zhǔn)確的模擬連鑄過程的澆鑄條件。通過MPI標(biāo)準(zhǔn)適配器建立與PLC的通訊。
　　三、基于WinCC的連鑄二冷監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。依據(jù)連鑄二冷工藝過程，應(yīng)用WinCC組態(tài)軟件繪制連鑄二冷監(jiān)控界面。通過以太網(wǎng)建立PLC與W

3、inCC之間的通訊，并設(shè)置系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)。采集二冷過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過人機交互窗口，及時準(zhǔn)確的反應(yīng)連鑄二冷過程的工作狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)的變化。
　　四、PLC二冷控制系統(tǒng)的組建。綜合考慮拉速的突然變化對二冷區(qū)水量和鑄坯表面溫度的影響，結(jié)合常規(guī)的二冷配水模型，本文采用基于有效拉速和鋼水過熱度的二冷配水模型。根據(jù)調(diào)節(jié)閥的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，模擬調(diào)節(jié)閥的流量特性，計算各段的流量，完成PID參數(shù)的整定，并聯(lián)機調(diào)試進行驗證。同時，通過聯(lián)機調(diào)試研究