大方坯连铸过程控制系统研究
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摘要
攀钢炼钢厂新上“大方坯连铸机”项目是攀钢根据市场需求，也是适应市场变化的情况下提出的。
为了最大限度地降低生产成本，提高经济效益，在此项目中采用了过程系统优化技术。
本文在介绍了控制系统的基本条件、控制要求以及部分相关生产工艺中的生产机械设备和电气性能的基础上，具体分析和构建了该过程控制系统。
本文简述了当前连铸发展的一些特点和国内外连铸发展的趋势，分析了工业以太网ETHERNET和现场总线PROFIBUS-DP的结构和通讯协议。基于现代控制技术的发展、网络技术以及过程优化技术的应用，主要说明过程控制系统的硬件设计和功能的实现。
在本文中，对以下过程控制系统进行了详细介绍：
● 生产计划管理系统
● 材料跟踪系统
● 切割控制管理系统
● 切割长度优化模型
● 二冷控制系统
● 软压下控制系统
● 质量保证系统
该系统采用了最新的工艺模型、人工智能技术、计算机技术、数据库技术、控制技术的知识，包括过程管理、数学模型和过程优化系统，实现生产过程的高度透明性。
攀钢上“大方坯连铸机”项目，将具有很好的经济和社会效益，同时可加速新技术、新工艺在攀钢应用的步伐，也为自动化控制系统在攀钢企业推广、实施提供了一套较为有效的、可供借鉴的方法和模式。
In order to meet for the changes and requirements of market, PANGANG Iron and Steel CO. have being set up bloom continuous casting machine.
For the maximum requirement of cost savings and rising the economic benefit an optimized automation system has been introduced in this bloom continuous casting.
Based on the describing the basic conditions, control desires of control system and performance of production equipment for mechanism and electric , this dissertation analyzes in detail and builds up this process control system.
This dissertation states nowadays characters of developing and trend of continuous casting on domestic or international situation. Expatiates in detail on the network structure and communication protocol of Ethernet and Profibus-DP and the characters; On basis of the development of modern control technology and apply of the network technology and locale bus-snooping technology, concretely describes the forms of process control system configuration, the function and features of its software and hardware designs and realization.
Detailed describe of process control system in this dissertation:
· Production Plan Handling
· material track system
· cut control system
· cut length optimization model
· secondary Cooling control system
· soft-reduction control system
· Quality Assurance System
System is based on advanced process models, artificial intelligence, Computer technology, Database technology, Control technology and process control technology; include Process Management, Models and process optimization System. Operation for ensuring fully transparent operating conditions.
The bloom project of PanGang will bring large economic and social benefits! The space of new technology and technical applied in Pan Gang should be speed "up This also would become effectively typical way or module for automation system applied in Pan Gang.
为了最大限度地降低生产成本，提高经济效益，在此项目中采用了过程系统优化技术。
本文在介绍了控制系统的基本条件、控制要求以及部分相关生产工艺中的生产机械设备和电气性能的基础上，具体分析和构建了该过程控制系统。
本文简述了当前连铸发展的一些特点和国内外连铸发展的趋势，分析了工业以太网ETHERNET和现场总线PROFIBUS-DP的结构和通讯协议。基于现代控制技术的发展、网络技术以及过程优化技术的应用，主要说明过程控制系统的硬件设计和功能的实现。
在本文中，对以下过程控制系统进行了详细介绍：
● 生产计划管理系统
● 材料跟踪系统
● 切割控制管理系统
● 切割长度优化模型
● 二冷控制系统
● 软压下控制系统
● 质量保证系统
该系统采用了最新的工艺模型、人工智能技术、计算机技术、数据库技术、控制技术的知识，包括过程管理、数学模型和过程优化系统，实现生产过程的高度透明性。
攀钢上“大方坯连铸机”项目，将具有很好的经济和社会效益，同时可加速新技术、新工艺在攀钢应用的步伐，也为自动化控制系统在攀钢企业推广、实施提供了一套较为有效的、可供借鉴的方法和模式。
In order to meet for the changes and requirements of market, PANGANG Iron and Steel CO. have being set up bloom continuous casting machine.
For the maximum requirement of cost savings and rising the economic benefit an optimized automation system has been introduced in this bloom continuous casting.
Based on the describing the basic conditions, control desires of control system and performance of production equipment for mechanism and electric , this dissertation analyzes in detail and builds up this process control system.
This dissertation states nowadays characters of developing and trend of continuous casting on domestic or international situation. Expatiates in detail on the network structure and communication protocol of Ethernet and Profibus-DP and the characters; On basis of the development of modern control technology and apply of the network technology and locale bus-snooping technology, concretely describes the forms of process control system configuration, the function and features of its software and hardware designs and realization.
Detailed describe of process control system in this dissertation:
· Production Plan Handling
· material track system
· cut control system
· cut length optimization model
· secondary Cooling control system
· soft-reduction control system
· Quality Assurance System
System is based on advanced process models, artificial intelligence, Computer technology, Database technology, Control technology and process control technology; include Process Management, Models and process optimization System. Operation for ensuring fully transparent operating conditions.
The bloom project of PanGang will bring large economic and social benefits! The space of new technology and technical applied in Pan Gang should be speed "up This also would become effectively typical way or module for automation system applied in Pan Gang.
引文
[1] 魏寿彭《过程系统优化技术》中国石油出版社，1995．5
[2] 重庆钢铁设计院 攀钢大方坯连铸设计与论证方案 内部资料
[3] 喻淑仁《冶金过程数学模型》冶金工业出版社，1996．3
[4] 英国Rotherham工程公司的大矩形坯连铸机 SteelTimes 1988 Vo1216 NO8。
[5] 重庆院宝钢设计队 宝钢—炼钢大方坯项目新日铁来沪技术交流小结内部资料 1994．10
[6] WemerResch等，高生产能力的大方坯和厚板坯连铸机 《冶金工厂工艺》1986年6期P10-22
[7] Ph.Schttly等 无人操作的连续浇铸 《第四届国际连铸会议论文选》P118—122
[8] 邢文彬 电磁搅拌对连铸坯质量的影响 《连铸通讯》1992．(6)P61—68
[9] 殷瑞钰 《连铸》 2001．1
[10] 《国外连铸技术》 P348 P398
[11] 干勇等《连续铸钢过程数学物理模拟》冶金工业出版社 2001
[12] 《欧洲连铸会议论文集》91年P122，
[13] Sefano. Barozel等《Iron and Steel Engineer》 1986．11
[14] 依靠人工智能的方坯连铸机质量预测系统 K.C.Teh 《第一届欧洲连铸会议论文集》P390
[15] 吕向九中国自动化学会《炼钢和连铸自动化》文集P260
[16] VAI RULEBOOK,2001.6
[17] VAI XPS MEASURES,2001.6
[18] VAI XPSdiag, 2001.6
[19] Charles Montgomery, Charles 1.Sheets,Matti Kivijarvi,No.3 Blast Furnace,Control System Modemization,AISESteel Technology, Vol.78 No.2,37-44,2001
[20] OLE FOR Process Control(OPC)_Historical Data Access Custom Interface Standard
[21] VAI Minimum Fuel Consumption Model,2001.6
[22] VAI Burden Distribution Model,2001.7
[23] Prof. Bender,PROFIBUS-Fieldbus for Automation: PROFIBUS User Organization 1996.7
[24] VAI Indirect Reduction Model[33] VAI Flame Temperature Model[34] VAI Kinetic On-Line Process Model[35] VAI Raceway Calculation Model
[25] PROFIBUS for Process Automation : PROFIBUS User Organization 1996.7
[26] S7-400 and M7-400 Module Specification Reference Manual: SIEMENS 1997.3
[27] Richard S.Hoffer, Bruce D.Stackhouse,Klaus D.Stohl,Ect,A New Process Optimization System
at Bethlehem Steel's L Furnace,AISESteel Technology, Vol.78 No.2,28-32,2001
[28] Industrial Communication Networks NCM S7 for industrial Ethernet: SIEMENS 1996.8
[29] Industrial Communication S7 Programming Interface Description: SIEMENS 1995.9
[30] Industrial Communication Networks SEND/RECEIVE Programming Interface Manual: SIEMENS 1996.8
[31] 胡仁安．钢铁工业自动化的新技术上 《冶金自动化》2001．2
[32] 胡仁安．钢铁工业自动化的新技术下 《冶金自动化》2001．2
[33] George J.MCManus,New decision on direct reduction,AISESteel Technology, Vol.77 No. 11,51-52,2000
[34] DCS500 Thyristor Power Converter for DC Drive Systems: ABB 1996.8
[35] 魏震等 《现场总线协议的对象模型》 基础自动化 2001．4
[36] 李同仲等 石横特钢厂R8m连铸机改造《连铸》 2001．1
[37] 杜会英 结晶器参数对联铸坯振痕的影响 《连铸》 2001．3
[38] 李玉秋 八一钢厂合金方坯连铸机工艺特点 《连铸》 2001．1
[39] 扬君胜 小方坯保护浇注及对铸坯质量的影响 《连铸》 2001．4
[40] 卢盛意 连铸板坯质量第三讲：板坯连铸拉速变化对铸坯质量的影响《连铸》 2001．4
[41] 王宝峰等 我国方坯高效连铸技术应用和发展的一些问题《连铸》2001．6
[42] 周汉香 武钢—炼钢厂新方坯连铸机的特点《连铸》2000．1
[43] 周金泉 对优化结晶器工艺参数及其结构设计的建议《连铸》2000．1
[44] 毛斌 连铸电磁冶金技术，板坯连铸结晶器电磁控流技术 《连铸》 2000．2
[45] 刘海平等 大方坯合金钢连铸机工艺优化 《连铸》 2000．3
[46] 张文基等 合金钢连铸大方坯表面质量探讨 《连铸》 2000．3
[47] 杨小枝 电磁搅拌对连铸方坯质量的影响 《连铸》 2000．4
[48] 于常友．工业自动化技术的特点及工业自动化的重要性《冶金自动化》 1999．2
[49] (德)Esawka等 蒂森公司鲁尔奥特钢厂大方坯连铸机的改造 世界钢铁1995年2期P19-24
[2] 重庆钢铁设计院 攀钢大方坯连铸设计与论证方案 内部资料
[3] 喻淑仁《冶金过程数学模型》冶金工业出版社，1996．3
[4] 英国Rotherham工程公司的大矩形坯连铸机 SteelTimes 1988 Vo1216 NO8。
[5] 重庆院宝钢设计队 宝钢—炼钢大方坯项目新日铁来沪技术交流小结内部资料 1994．10
[6] WemerResch等，高生产能力的大方坯和厚板坯连铸机 《冶金工厂工艺》1986年6期P10-22
[7] Ph.Schttly等 无人操作的连续浇铸 《第四届国际连铸会议论文选》P118—122
[8] 邢文彬 电磁搅拌对连铸坯质量的影响 《连铸通讯》1992．(6)P61—68
[9] 殷瑞钰 《连铸》 2001．1
[10] 《国外连铸技术》 P348 P398
[11] 干勇等《连续铸钢过程数学物理模拟》冶金工业出版社 2001
[12] 《欧洲连铸会议论文集》91年P122，
[13] Sefano. Barozel等《Iron and Steel Engineer》 1986．11
[14] 依靠人工智能的方坯连铸机质量预测系统 K.C.Teh 《第一届欧洲连铸会议论文集》P390
[15] 吕向九中国自动化学会《炼钢和连铸自动化》文集P260
[16] VAI RULEBOOK,2001.6
[17] VAI XPS MEASURES,2001.6
[18] VAI XPSdiag, 2001.6
[19] Charles Montgomery, Charles 1.Sheets,Matti Kivijarvi,No.3 Blast Furnace,Control System Modemization,AISESteel Technology, Vol.78 No.2,37-44,2001
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[21] VAI Minimum Fuel Consumption Model,2001.6
[22] VAI Burden Distribution Model,2001.7
[23] Prof. Bender,PROFIBUS-Fieldbus for Automation: PROFIBUS User Organization 1996.7
[24] VAI Indirect Reduction Model[33] VAI Flame Temperature Model[34] VAI Kinetic On-Line Process Model[35] VAI Raceway Calculation Model
[25] PROFIBUS for Process Automation : PROFIBUS User Organization 1996.7
[26] S7-400 and M7-400 Module Specification Reference Manual: SIEMENS 1997.3
[27] Richard S.Hoffer, Bruce D.Stackhouse,Klaus D.Stohl,Ect,A New Process Optimization System
at Bethlehem Steel's L Furnace,AISESteel Technology, Vol.78 No.2,28-32,2001
[28] Industrial Communication Networks NCM S7 for industrial Ethernet: SIEMENS 1996.8
[29] Industrial Communication S7 Programming Interface Description: SIEMENS 1995.9
[30] Industrial Communication Networks SEND/RECEIVE Programming Interface Manual: SIEMENS 1996.8
[31] 胡仁安．钢铁工业自动化的新技术上 《冶金自动化》2001．2
[32] 胡仁安．钢铁工业自动化的新技术下 《冶金自动化》2001．2
[33] George J.MCManus,New decision on direct reduction,AISESteel Technology, Vol.77 No. 11,51-52,2000
[34] DCS500 Thyristor Power Converter for DC Drive Systems: ABB 1996.8
[35] 魏震等 《现场总线协议的对象模型》 基础自动化 2001．4
[36] 李同仲等 石横特钢厂R8m连铸机改造《连铸》 2001．1
[37] 杜会英 结晶器参数对联铸坯振痕的影响 《连铸》 2001．3
[38] 李玉秋 八一钢厂合金方坯连铸机工艺特点 《连铸》 2001．1
[39] 扬君胜 小方坯保护浇注及对铸坯质量的影响 《连铸》 2001．4
[40] 卢盛意 连铸板坯质量第三讲：板坯连铸拉速变化对铸坯质量的影响《连铸》 2001．4
[41] 王宝峰等 我国方坯高效连铸技术应用和发展的一些问题《连铸》2001．6
[42] 周汉香 武钢—炼钢厂新方坯连铸机的特点《连铸》2000．1
[43] 周金泉 对优化结晶器工艺参数及其结构设计的建议《连铸》2000．1
[44] 毛斌 连铸电磁冶金技术，板坯连铸结晶器电磁控流技术 《连铸》 2000．2
[45] 刘海平等 大方坯合金钢连铸机工艺优化 《连铸》 2000．3
[46] 张文基等 合金钢连铸大方坯表面质量探讨 《连铸》 2000．3
[47] 杨小枝 电磁搅拌对连铸方坯质量的影响 《连铸》 2000．4
[48] 于常友．工业自动化技术的特点及工业自动化的重要性《冶金自动化》 1999．2
[49] (德)Esawka等 蒂森公司鲁尔奥特钢厂大方坯连铸机的改造 世界钢铁1995年2期P19-24