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毕设论文--于基plc的中厚板冷却系统控制设计-说明书.doc
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鞍山科技大学毕业设计(论文) 第 页
基于 PLC 的中厚板冷却系统控制设计
摘要
本文主要设计的是中厚板轧后钢板的控制冷却方式---层流冷却(又称水幕冷
却)。层流冷却技术是一种以上下两排水幕喷淋冷却水,以冷却水冲击钢板的上下表
面来达到冷却目的的一种控制冷却方式,它作为当今一种主流的冷却技术被广泛的应
用于各大钢铁公司的冷却生产线上。为了更好的达到冷却的控制精度我采用的是西门
子公司的 S7-300 来保证计算精度和运算的快速性。
由于手动控制模式会受到外界因素的影响所以冷却效果会受到影响,因此本文在
手动控制模式的基础上又增加了自动控制模式,使其运行在手动和自动相结合的模式,
更好的满足了冷却效果的要求。最后用变量表调试程序并且给出了仿真结果。
关键词 控制冷却;层流冷却;S7-300
鞍山科技大学毕业设计(论文) 第 I 页
Laminar Cooling Control Based On S7-300PLC
Abstract
The main design is rolled steel after cooling control mode --- laminar cooling (also
known as cooling water screen). Laminar cooling technology is a screen above the two
drainage finally cooling water to the cooling water impact steel surface for cooling
purposes at a cool way to control it as a mainstream contemporary cooling technology is
widely applied to the major steel companies cooling production line. To better meet the
cooling control precision I used the S7-300 Siemens is to ensure the rapid calculation
accuracy and computation.
The manual control mode will be the impact of external factors will affect the
cooling effect, this model in manual control on the basis of an additional automatic control
mode to the manual and automatic operation of combining model better meet the cooling
effect. Finally debugging procedures and the use of table variables given the simulation
results.
Key words control cooling;laminar cooling;S7-300
鞍山科技大学毕业设计(论文) 第 II 页
目录
摘要.................................................................................................................................I
ABSTRACT ..................................................................................................................II
第一章 绪论................................................................................................................1
1.1 层流冷却技术的背景 ..........................................................................................1
1.2 层流冷却技术的基本原理 ..................................................................................1
1.3 层流冷却技术的优点 ..........................................................................................2
1.4 层流冷却系统的组成 ..........................................................................................2
1.5 国外的层流冷却技术及相应的研究成果 ..........................................................3
第二章 有关冷却系统的编程软件 S7-300 的介绍 ..................................................4
2.1 概述层流冷却工艺流程 ......................................................................................4
2.2 有关可编程控制器 PLC 的介绍 .........................................................................4
2.2.1 STEP-7 的概况 ..............................................................................................4
2.2.2 S7-300 的组成部件 .......................................................................................5
2.3 关于 STEP-7 编程软件的使用方法....................................................................6
2.3.1 STEP-7 软件的概述 ......................................................................................6
2.3.2 程序的上载与下载........................................................................................7
2.3.3 用变量表调试程序........................................................................................8
第三章 层流冷却技术工艺的工艺流程....................................................................9
3.1 层流冷却技术工艺及要求 ..................................................................................9
3.1.1 层流冷却工艺设备图....................................................................................9
3.1.2 层流冷却的工艺要求..................................................................................10
3.1.3 层流冷却系统的组成..................................................................................10
3.1.4 控制系统的特点为:..................................................................................10
3.2 基本工作原理 ....................................................................................................10
第四章 层流冷却技术的 PLC 程序设计.................................................................14
鞍山科技大学毕业设计(论文) 第 III 页
4.1S7-300 程序调试的画面.....................................................................................14
4.1.1 进入 S7-300 的画面 ....................................................................................14
4.1.2 进入 S7-300 画面后选择模块的方式 ........................................................14
4.2 进入编程画面 ....................................................................................................15
4.3 PLC 程序的调试及变量表调试 ........................................................................16
4.4 手动控制模式 ....................................................................................................19
4.5 自动控制模式 ....................................................................................................20
4.6 操作模式流程图 ................................................................................................21
4.7 部分 PLC 程序的介绍 .......................................................................................22
4.7.1 层流水幕预置的 PLC 程序........................................................................22
4.7.2 自动控制的 PLC 程序.................................................................................25
结论..............................................................................................................................29
致谢..............................................................................................................................30
参考文献......................................................................................................................31
附录 A (外文文献) ................................................................................................32
附录 B (中文翻译) ................................................................................................38
附录 C 层流冷却工艺的 PLC 程序.........................................................................42
鞍山科技大学毕业设计(论文) 第 0 页
第一章 绪论
1.1 层流冷却技术的背景
近三十年来,控制轧制和控制冷却技术得到了飞速的发展,它作为一种实用,经
济而且有效的技术日益受到人们的关注与重视。所谓控制冷却技术,就是利用轧材余
热处理的技术。采用控制冷却技术不仅可以提高产量,而且可以在不降低韧性的情况
下,提高钢板的强度及可焊性,同时减少钢板的不平整度和残余应力,从而提高钢板
的质量
]1[
。
目前层流冷却技术在国外正在被普遍的在钢铁企业中,制过程中钢板的终轧温度
一般为800 ℃左右,如果不采取冷却措施,自然冷却很缓慢,既影响产量又影响运输
和存储。控制轧制与控制冷却技术相结合可获得高强韧性的钢材,并可以加快生产进
程,增加延展性、提高轧机和冷床的生产能力、以及减少钢的氧化损失等。我国的钢
铁行业中, 层流冷却的应用几乎没有,而普遍使用集管冷却方式,今一些厂家也开始
逐渐认识到了层流冷却的优点,并将计算机控制技术应用到了层流冷却的控制过程中,
如济钢中板厂的层流冷却系统就是较成功的实例。
1.2 层流冷却技术的基本原理
热轧过程钢板的终轧温度很高,如果突然大水量的冷却,会在钢板的表面形成水
膜,严重影响热交换,因此水量必须控制得当。上水幕的水浇在钢板上,即使水量较
小也会形成水膜。因此使层流水幕具有一定的高度,利用其落差击破水膜来改善热交
换。由于上水幕的水浇在钢板上,将停留在钢板表面,而下水幕的水浇在钢板上会马
上落下,因此上下水幕的流量要求严格的比例,同时为了使钢板表的残水迅速被清除
掉,而采用了侧喷装置。另外,钢板在辊道上运动的过程中,钢板的边部的热交换要
比内部快,所以在钢板的边部要适地减少水量,以使钢板的整体温度均匀,因此水幕
的宽度也必须控制。当水量调节尚不能达到要求时,可以适当调节辊道速度,以便使
钢板的温度被控制在理想的范围内
]4[
。
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