彩色钢板生产线关键控制技术研究与应用
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摘要
彩色涂层钢板生产技术依托于冶金工业、化学工业和机械设备制造业，是上述三个行业科学技术的协作应用，其中传动控制技术为整个生产系统控制的基础。
论文通过对连续彩涂板交流变频调速拖动生产线各段张力和速度控制的要求和特点的研究，着重分析解决了开收卷机的张力控制和张力补偿方案、活套控制中的张力补偿方案、速度辊对间的负荷平衡控制、以及为实现各段速度间速度同步对活套的调节控制等。
此外，为了实现对面涂烘烤炉内带钢悬垂状态的PID控制，本论文还借助DDE(动态数据交换)技术完成了PID控制器参数整定计算程序和Allen-Bradley的上位机监控软件RSLinx相互间数据交换，PID控制器参数整定计算程序的人机交互界面和DDE通讯程序块用WIN32 API编程实现，实现参数整定计算的程序块用Matlab语言编程实现，通过Matlab与C的接口在WIN32 API程序中对其进行调用。该程序实现了PID控制器参数的离线整定计算以及回传，缩短了系统PID控制器的调试时间，提高了PID控制器控制的稳定性，减少带钢在炉内发生振荡。
The technology of color coating line is based on the metal-lurgical industry, chemical industry and manufacturing. It is the synergetic application of the technology in these three industries . The driving motion control technology is the basic and important technology of the system.
By researching the features of motor torque control and motor speed control in the system, the paper present the methods of tension control and tension compensation of winder and accumulators, the loads balance of speed rollers, and the adjustment to accumulator in order to synchronize the speed of different segment.
In order to control the overhang line of steel belt in the heater by PID controller , the method of OFF-LINE PID PARAMETERS CALCULATION is applied. DDE is used to transfer the sampling data and the computed parameters as a result between PID parameters calculating program and RSLinx which is the monitor of running PLC in realtime. The PID parameters calculating process is programed with MATALAB Languge and is called in WIN32 API programs by using the interface to C Language. This method decrease the time of adjusting PID parameter and makes it possible to reduce the vibrating of steel belt.
论文通过对连续彩涂板交流变频调速拖动生产线各段张力和速度控制的要求和特点的研究，着重分析解决了开收卷机的张力控制和张力补偿方案、活套控制中的张力补偿方案、速度辊对间的负荷平衡控制、以及为实现各段速度间速度同步对活套的调节控制等。
此外，为了实现对面涂烘烤炉内带钢悬垂状态的PID控制，本论文还借助DDE(动态数据交换)技术完成了PID控制器参数整定计算程序和Allen-Bradley的上位机监控软件RSLinx相互间数据交换，PID控制器参数整定计算程序的人机交互界面和DDE通讯程序块用WIN32 API编程实现，实现参数整定计算的程序块用Matlab语言编程实现，通过Matlab与C的接口在WIN32 API程序中对其进行调用。该程序实现了PID控制器参数的离线整定计算以及回传，缩短了系统PID控制器的调试时间，提高了PID控制器控制的稳定性，减少带钢在炉内发生振荡。
The technology of color coating line is based on the metal-lurgical industry, chemical industry and manufacturing. It is the synergetic application of the technology in these three industries . The driving motion control technology is the basic and important technology of the system.
By researching the features of motor torque control and motor speed control in the system, the paper present the methods of tension control and tension compensation of winder and accumulators, the loads balance of speed rollers, and the adjustment to accumulator in order to synchronize the speed of different segment.
In order to control the overhang line of steel belt in the heater by PID controller , the method of OFF-LINE PID PARAMETERS CALCULATION is applied. DDE is used to transfer the sampling data and the computed parameters as a result between PID parameters calculating program and RSLinx which is the monitor of running PLC in realtime. The PID parameters calculating process is programed with MATALAB Languge and is called in WIN32 API programs by using the interface to C Language. This method decrease the time of adjusting PID parameter and makes it possible to reduce the vibrating of steel belt.
引文
[1] 郑德荣，等．宝钢建筑用彩色涂层板的现状及发展[C]．1999中国钢铁年会，1999
[2] 戴毅刚．涂层板生产技术及应用前景[C]．1999中国钢铁年会，1999
[3] Diego Pedemonte．带卷涂层技术的新发展[J]．[C]．1999中国钢铁年会，1999
[4] 仲明振．电气传动自动化技术现状及主要发展方向[C]．第七届中国电力电子与传动控制学术会议CPED’2001论文集，2002
[5] 付娟，等．交流调速技术[M]．北京：电子工业出版社，1999
[6] 洪丽英，等．带刚连续机组的张紧装置及张紧力的控制[C]．’94全国冶金设备(压加)年会论文，1995
[7] 易继锴，等．电器传动自动控制原理与设计[M]．北京：北京工业大学出版社，1997
[8] 张燕宾．SPWM变频调速应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2002
[9] 陶永华．新型PID控制及其技术[M]．北京：机械工业出版社，2002
[10] 马小亮，等．钢板热处理线的全交流调速[J]．第九届全国电气自动化电控系统学术年会，1998
[11] 孙莹，等．卷取机张力微机控制系统[J]．电气时代，2002，6
[12] 吴鸿儒．连续热镀锌机组的带钢张力控制[J]．钢铁厂设计，1996，4
[13] Hong-Hee Lee, 等. A study on speed synchronization for multi-motors using controller areanetwork[C]. Korea-Russia
Int'l Symp on Science and Tech, Proceedings of the 4th, 2000 vol. 2
[14] John M Bentley,等.SENSORLESS TENSION CONTROL IN PAPER MACHINES[C], 2002 Annual Pulp and PAPER INdustry Technical Conference, Toronto, ON, Canada, June 17-21, 2002
[15] T. Chino等. Advanced Process control Technologies for Continuous Annealing Line and Galvanizing Line[J].川崎制铁技报, 1999, vol. 31, no. 4
[16] Jeong-Uk Lee 等. On-line compensation of friction loss for continuous strip processing line[J]. Industry Applications Conference, 2000 vol. 4
[17]唐山八万吨彩色涂层钢板生产线设计任务书
[18]Charles Petzold.Programming Windows [M]．北京：北京大学出版社，1999．
[19]王中胜，等．PID控制器参数自整定方法研究[J]．电力情报，1997，4 p37～p41
[20]尹泽明，等．精通MATLAB6[M]，北京：清华大学出版社，2002．
[21]何克忠，等．计算机控制系统[M]．北京：清华大学出版社，1998．
[22]薛定宇，等．反馈控制系统设计与分析[M]．北京：清华大学出版社，2000．
[23]李志恒，等．现代控制理论引论[M]．北京：北京工业大学出版社，1995．
[24]李庆扬，等．数值分析[M]．湖北：华中理工大学出版社，1988．
[25]陈佳品，等．基于动态数据交换DDE技术的应用软件设计[J]．微处理机，1999年第4期
[26]David Kipping．A Programmer’s Guide to Win32 Application for the NEW Generation of Windows[M]．北京：学苑出版社，1995
[27]经乾．DDE使用攻略 http://www.ccidnet.com/2000,1
[28]许欢庆，等．WIN32进程间通信技术[J]．电脑学习，1999年第5期
[29]罗批，等．GPS车辆监控中心数据链的研究及实现[J]．系统工程与电子技术，1999年第5期
[30]杨军，等．在Visual Basic中用DDE实现报警控制http://www.ccidnet.com/tech/paper/
[31]Allen-Bradley公司．SLC500~(TM) and MicroLogix~(TM) 1000指令集参考手册
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