冷轧带钢制造中分布式计算机控制系统的研究

论文字数:42220,页数:89

1  绪  论
1.1  课题综述
1.1.1  论文引言
 本论文是基于CAM（Computer Aided Manufacture）——（计算机辅助制造）方面的课题，其研究方向是生产制造系统的CAM。而当代的CAM技术的发展已不再局限于自动编程的数控技术，而是向集成化、智能化、网络化的计算机辅助制造系统拓展[1]。计算机辅助制造系统是通过计算机分级结构控制和管理制造过程的多方面工作，它利用一个集成的信息网络来监测一个广阔的相互关联的制造作业范围，并根据一个总体的管理策略控制每项作业。本论文《冷轧带钢制造中分布式计算机控制系统的研究》研究的就是一个典型的计算机辅助制造系统，文中基于冷轧带钢制造为背景，针对目前我国冷轧带钢制造中的工艺润滑，设计出一套小型分布式控制系统对其进行自动化控制和管理。
 在冷轧带钢制造中，工艺润滑是冷轧工艺的重要组成部分，在轧制过程中起着重要作用[2]。采用工艺润滑可以极大地减少变形金属与工模具的直接接触，减小金属变形过程的摩擦力和变形力，从而达到节约能源消耗。例如，板带轧制时，采用适当的工艺润滑可以降低轧制压力20％～30％，轧机主电机电耗减少8％～20％。同时由于润滑剂具有防粘减磨的作用，使得变形金属与工模具之间的摩擦状况得到明显改善，进而使工模具磨损减少，使用寿命延长。在轧制过程中，采用工艺润滑可提高轧辊使用寿命40％左右，减少换辊次数，提高作业率。再者，在冷轧工艺润滑中可以控制板形，降低轧后表面粗糙度。
 综上所述，带钢冷轧过程中，工艺润滑起着降低成形过程力能消耗；减少工模具损耗，延长其使用寿命，提高生产效率；改善带钢表面质量等作用。此外，良好的润滑性和冷却性，也是能否实现轧机高速轧制的关键。目前国内、外的钢铁企业越来越注重这方面的研究，它是现代冷轧技术中的重要课题。本文从分布式控制系统的角度对其加以研究和探讨。

目录
目录 1
1  绪  论 2
1.1  课题综述 2
1.1.1  论文引言 2
1.1.2  分布式计算机控制系统概述 3
1.2  课题的实用价值及理论意义 5
1.3  课题研究的内容 6
2  冷轧工艺润滑理论 6
2.1  冷轧工艺润滑的作用机理 7
2.1.1  工艺润滑的机理 7
2.1.2  工艺润滑的作用 10
2.2  冷轧对润滑剂的要求 12
2.2.1  选择冷轧用润滑剂的原则 12
2.2.2  工艺润滑剂的种类及特性 12
2.3  轧制润滑剂的控制 13
2.3.1  乳化液温度控制 13
2.3.2  乳化液浓度控制 14
2.3.3  乳化液清洁度的控制 14
2.4  润滑冷却系统基本构成 15
2.4.1  乳化液配制 15
2.4.2  乳化液循环系统 15
3  分布式控制系统分析 17
3.1  分布式控制系统的组成及体系结构 18
3.1.1  DCS设计的基本原则[3] 18
3.1.2  DCS的基本构成及体系结构 18
3.2  分布式控制系统结构性能评价指标 22
3.3  系统结构方案的分析 23
3.3.1  对象分析 23
3.3.2  系统结构方案比较 24
3.4  系统自动控制算法 25
3.4.1  数字PID控制算法 26
3.4.2  预测控制算法 29
4  系统硬件设计 33
4.1  系统通讯主机及下位机的设计要求 33
4.2  通信主机二总线接口设计 34
4.2.1  ME9405的工作原理 34
4.2.2  ME9405的应用设计 39
4.3  下位机硬件设计 40
4.3.1  ME9401的工作原理 40
4.3.2  下位机的开发设计 45
4.4  通信网络工作原理及设计框图 46
4.5  通信主机汇编程序 47
4.6  通信主机的使用方法 49
4.7  传感器电路设计 49
5  系统上位机软件设计 51
5.1  监控程序开发平台的选择 51
5.2  组态王软件的工作原理 52
5.2.1  组态王软件的功能 52
5.2.2  组态王与下位机通信原理 53
5.3  上位机组态程序开发 53
5.3.1  设计图形界面 53
5.3.2  定义外部设备与数据库构造 55
5.3.3  建立动画连接 57
6  系统设备驱动程序设计 59
6.1  驱动程序开发方案分析 59
6.1.1  DDE（动态数据交换）方式 59
6.1.2  DLL（动态连接库）方式 60
6.2  设备驱动程序的设计思路与构架 61
6.3  DDE客户／服务器的开发 62
6.3.1  DDE技术工作原理 62
6.3.2  DDE驱动程序开发 64
6.4  串口通信模块 71
6.4.1  MSComm控件类简介 72
6.4.2  串口通信程序设计 73
6.5  控制算法模块 75
7  系统运行调试及分析 77
7.1  软件数据通信部分调试方案 77
7.2  软件调试过程与结果分析 79
7.3  系统连机调试 81
结  论 84
致  谢 85
参 考 文 献 86

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