铝板铸轧前槽液面控制技术研究

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1、学校代码１０４５９学号或申请号２０１３１２２０２３９００密级种如１尖ｉ硕±学位论文铅板铸如前槽液面控制技术研究作者姓若：冯辉导师姑名：刘武发教授学科口类：工学专业為称：机械电子工程王培养院系：机械程学院完成时间：２０１６年５月Ａ！学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文

2、中明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者；日期；如／《年６月么日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学一位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为

3、郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。１。１冶学位论文作者：乂曰期：年（月＾曰；３｜AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchoftheAluminumCastRollingFormerTank’sLiquidLevelControlTechnologyByHuiFengSupervisor:Prof.WufaLiuMechanicalandElectronicEngineeringSchoolofMechanicalEngin

4、eeringMay2016摘要为了确保铝板铸轧能够持续稳定进行，必须控制流入与流出铸轧区的铝液量处于平衡状态，即必须使铝板铸轧的前槽的铝熔体处于一定的高度。随着国内铝板生产行业向铝板铸轧的速度越来越快、铝板的宽度越来越宽且厚度越来越薄、铝板铸轧生产线的自动化水平越来越高的方向前进，因此对铝板铸轧的生产线工艺水平和自动化程度提出了更高要求，对前槽液面高度的控制精度也提出了更高的要求。以郑州某铝业公司的铝板铸轧生产线为基础，对铝板铸轧的前槽液面控制系统进行了研究。通过对铝板铸轧工艺流程的分析，掌握流槽与前槽之间的铝液流动以及前槽液面控

5、制系统的形式；分析了前槽液面控制系统的特点和工作原理，建立了等效的流槽和前槽的双容液槽数学模型，分析得到系统的传递函数。针对前槽铝液面控制的大惯性、多扰动等特点，提出了传统的PID控制和参数自调节模糊PID控制这两种策略，在Matlab/Simulink上建模仿真对比了两者的调控效果，为系统选择控制策略提供了理论依据。在分析了前槽液面控制系统的设计要求及难点的基础上，提出了系统的整体设计方案，以HMI和PLC为控制核心，用激光传感器测量距离，以伺服电机作为执行机构。PLC的主要功能是对伺服电机的运动进行控制，应用模块化编程的思想编

6、写PLC的运动梯形程序图，以手动/自动切换控制程序为运动控制核心，并辅以冷却设备启动程序、警报器启动程序等。HMI的主要功能是采集激光传感器的实际测量距离和显示距离误差、开关状态、运动模拟画面，并将增量PID控制运算所得的控制增量传递给PLC。最后，搭建了水箱实验平台对流槽和前槽之间的液体流动和调节阀控制进行实验，记录实时距离和距离偏差进行分析，验证所设计的前槽液面控制系统的合理性和可靠性。生产实践表明，该液面控制系统具有良好的液面控制精度，自动化程度高，提高了铝板的质量，具有良好的实用价值。关键词：铝板铸轧；液面控制；PID控制

7、；模糊PID控制；PLC；HMIIAbstractInordertoensurethealuminumcastrollingcanbecarriedoutsustainedandstable,itisnecessarytocontrolthealuminumliquidflowingintoandoutofthecastrollingareaintheequilibriumstate,thatistosaytomaketheliquidintheformertankatacertainlevel.Withthedomestical

8、uminumplateindustrymovinginthedirectionofhighspeedcastingrolling,widerandthinner,higherautomationdegreeofaluminumcastrolling