钢丝连续退火的数学模拟及plc控制

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1、万方数据下半月出版Material＆HeatTreatment}材料热处理技术钢丝连续退火的数学模拟及PLC控制范永哲，胡帅显，曹晓明，穆治宏(河北工业大学材料科学与工程学院，天津300130)摘要：通过对65Mn钢丝进行不同温度、时间下的退火处理，测试了退火前后的抗拉强度。应用Matlab对工艺参数进行拟合．总结了钢丝的抗拉强度、退火温度、钢丝直径和走线速度的关系。采用PLC对炉温和钢丝走线速度的程序控制。实现了钢丝在线退火的自动化控制。控制系统的人机界面可以和PLC连接、进行通讯，方便用户对控制

2、系统的操作。关键词：连续退火；可编程控制器(PLC)；控制系统；人机界面中图分类号：TGl55．92；TP39文献标识码：A文章编号：1001．3814(2010)12-0181-03MathematicalSimulationandPLCControlforWire．1ineContinuousAnnealingFANYongzhe，HUShuaixian，CAOXiaoming,MUZhihong(co如萨ofM,neria／ScienceandEngineering,HebeiUrdversi

3、tyofTechnology,Tianjin300130，China)Abstract：65Mnsteelwirewasannealedatdifferenttemperatureandtime，thetensilestrengthwastestedbeforeandafterannealing．Theprocessparameterswerefitbymatlab．Therelationshipsbetweentensilestrength,annealingtemperature，wiredia

4、meterandwalkingspeedofsteelwireweresummarized．Thetemperatureoffurnaceandwire—linespeedwascontrolledbyPLC，whichachievestheautomaticcontrolofwire—lineannealing．Man-machineinterfaceofcontrolsystemcouldconnecttoPLCandcommunicate，andthecontrolsystemiseasyto

5、operate．Keywords：continuousannealing；programmablelogiccontroller(PLC)；controlsystem；human-machineinterface钢材退火的目的是降低硬度、软化钢件。以便于切削加工：消除加工硬化或残余应力，提高塑性，利于进一步加工：改善和消除钢材的组织缺陷、组织不均匀性和成分不均匀性(如枝晶偏析)，为消除钢丝前道工序产生的加工硬化，并为后续加工(如拉拔等)准备适宜的金相组织，钢丝需退火处理【”。基于触摸屏和PLC的监控

6、系统，在中小型控制系统中有很好的应用。在文献[2】中以一个工程应用为例，详细描述了触摸屏画面与PLC软件的设计。PLC主要的功能是控制所需的温度和在炉内保温时间的间隔【31。变频器是用来控制动态温度变化之间的各个温度点M。文献f6]设计和制造了中等温度控制加热装置。控制加热过程所采用的手段是综合可编程逻辑控制器(PLC)和变频器(FI)。由于钢丝规格和直径等的不同，以及环境干扰存在很大的随机性和不确定性．使其自动控制技术变得复杂。对钢丝退火炉控制设备和系统提出以下要求：①要求系统有专用的监控装置．该

7、系统装置用收稿日期：2009．10．20作者简介：范永哲0978一)，男，河北隆尧人，讲师，博士，主要从事金属材料及其腐蚀与分析：电话：13512923308；E-mail：fyz@hebut．edu．ca于监视系统的工艺设备、电源等的工作情况，故障时可将系统切换到安全装置。并发出报警，控制系统能进行软手操和紧急手操．在任何情况下都有操作手段。②要求控制系统的设备具有抗干扰能力，因为现场工作环境较差。③要求控制系统使用和维修方便，原理易于掌握，具有模块化的组件和功能。本课题通过控制退火炉炉温和走线速

8、度来控制钢丝的退火工艺．使不同直径的65Mn钢丝经退火达到所要求的性能．使钢丝的各项性能指标达到生产标准．降低生产成本，提高生产效率，提高钢丝的性能。1实验设计1．1钢丝在线连续退火实验在天津市工大镀锌设备有限公司的钢丝连续退火生产线上进行，实验材料为65Mn钢丝，DV值∞是钢丝直径，y是钢丝走线速度)20"-45mill·m／min。钢丝经过退火后．用100kN液压万能试验机对退火试样进行抗拉强度测试。1．2实验材料65Mn钢丝试样的直径和对应的抗拉强度如表1所示。