光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计作者姓名赵健学科专业化工过程机械指导教师于丙强研究员2016年5月中图分类号：TG155.1；TP273学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计硕士研究生：赵健导师：于丙强研究员申请学位：工学硕士学科专业：化工过程机械所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinChemicalProcessMachineryRESEARCHANDDESIGNOFTEMPERATUREC

2、ONTROLSYSTEMFORABRIGHTCOPPERTUBECOLLDURINGANNEALINGINPITFURNACEbyZhaoJianSupervisor:ResearcherYuBingqiangYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完

3、全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《光亮铜管井式退火炉温度控制系统的研究与设计》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月摘要

4、摘要冷加工过程中金属材料会产生加工硬化，其强度会不断增加，但塑性指标会不断降低直到被破坏。产品经过成品退火之后应力会被消除，这样以来金属材料组织结构发生再结晶，会使材料强度降低，塑性提高，这种金相组织和性能变化过程称为“再结晶”退火。本文以某厂铜盘管的退火炉为选题背景，对井式退火炉的结构特征和工艺流程进行了分析，根据井式退火炉的加热特点和设备情况，设计出了整体控制方案。前期对井式退火炉炉内温度场进行了全方位的检测，在温度检测前首先设计了一种总线式多通道测温仪，采用热电偶为温度传感器，设计测温板卡，上位机采用LaBVIEW进行编程。根据所测数据进行对比分析，得出炉内温度大致分布规律，从而得知

5、退火炉存在的问题与不足。后期根据所得数据与结论针对性的对此退火炉进行升级改造。首先，方案硬件方面以最新型的西门子S71500为主控制器，方便以后系统升级改造，并以昆仑通泰组态触摸屏为人机交互界面，在方便工人进行操作的同时还可以直观的显示炉内各个数据。其次，软件方面应用TotallyIntegratedAutomationPortal（简称TIAPortal，中文简称博图）软件进行编为西门子S7-1500来进行编程。应用MCGS组态软件对触摸屏进行编程。再次，此外在控制理论方面本文研究了PID控制控制的参数自整定方法，设计出了用于井式退火炉炉温控制的系统的模糊PID控制器，改善了现有控制系统

6、的不足，提高了原有控温系统的准确性、稳定性、迅速性以及抗干扰性。最后，同时增加有工业网络模块，以现场总线为技术基础实现了PLC、触摸屏、工控机等设备之间的通信，实现了高速稳定的信息数据传递。关键词：井式退火炉；温度控制系统；PID模糊控制；MCGS；西门子PLC；-I-燕山大学硕士学位论文AbstractIncoldworkingprocess,thestrengthofthematerialisincreasedandtheplasticityindexisreduceduntilitisdestroyed.Toenableittocontinuecoldprocessing,mustu

7、sethefinalannealingtoeliminatestress,themetalstructurerecrystallizationoccurs,thusreducethestrengthandplasticitycanbeimproved,themicrostructureandpropertyoftheprocesscalled"recrystallizationannealing.Theinacopper