论文部分内容阅读
电磁搅拌技术是对金属凝固过程进行控制的一种有效手段，在连铸生产中有着广泛的应用。结晶器电磁搅拌是通过电磁感应实现能量无接触转换，将电磁能转换为钢水的旋转动力，使钢水旋转起来，从而可以改善钢水凝固组织及连铸坯内部结晶状态，提高连铸坯质量。
近年来，随着我国工业化程度不断提高，对钢材的质量要求也越米越高，但受到技术和工艺等方面的制约，大量高质量钢材主要是从国外进口，因此提高我国钢材的质量是一个重要的科研课题。钢铁生产工艺包括炼铁、炼钢和轧钢，炼钢是中心环节。连铸是炼钢过程的重要环节，结晶器内的电磁搅拌技术可以有效的提高铸坯质量。本课题就是从这个角度出发，通过设计连铸电磁搅拌在线监控系统来提高铸坯质量，降低能耗和工人劳动强度，达到提高经济效益的目的。
本课题以武汉钢铁公司的连铸系统作为背景，研究了连铸电磁搅拌在线监控系统，但目前还处于实验室研究阶段。根据系统工艺要求，本课题主要研究如何确定电磁搅拌过程的参数(电流和频率)，如何实现对结晶器及相关设备的自动监控，其中包括下位机如何实现对现场数据的采集和控制，上位机如何对现场设备的运行状态的监控和上位机与下位机如何通讯。
数值模拟是利用ANSYS软件建立电磁搅拌模型，通过分析得到电磁搅拌参数的参考值。
监控系统的下位机选用PLC作为现场控制器。根据监控系统工艺要求对下位机PLC的各模块进行了硬件配置，编写了PLC控制程序。本课题选用西门子PLC S7-300。
监控系统的上位机作为监控机，实现对现场设备的运行状态的在线监控以及运行状态的调整。通过上位机监控，工人可以及时了解现场设备的工作状况并且保证对现场设备出现的故障得到有效的排除。本课题上位机监控界面设计以西门子组态软件WinCC作为开发平台，完成上位机监控界面的设计。
监控系统的通讯包括两部分，其中下位机PLC通过PROFIBUS-DP网络实现了与现场设备的通讯，上位机通过MPI网络实现与下位机PLC的通讯，读取了PLC中现场设备的运行状态以及现场传感器反馈的数据同时可以对现场设备的运行状态进行调整。