plc非晶制带钢水液位控制(附件)【字数：16932】
随着工业自动化程度的不断进步和市场竞争的日益激烈，非晶制带生产对其生产稳定性、可靠性和薄带制取的质量要求也越来越严格，对非晶制带钢水液位的控制的精度要求也越来越高。 非晶制带液位控制系统是非晶制带过程中非常重要的环节，在薄带的制作过程中，钢水液位的不稳定或大幅度的波动都会严重影响薄带的质量，所以钢水液位的精确控制在制带过程中显得尤为重要。本文根据生产工艺要求，针对传统液位控制方法的不足，本文提出一种基于PLC的系统设计方案，以满足非晶制带过程中的液控要求。本文主要研究并完成了以下几个方面的工作 （1）通过分析非晶制带的生产流程及其工艺要求，推导非晶制带液位控制系统的结构模型。再根据液位控制系统的结构模型，对控制系统的相关硬件设施进行合理的选择； （2）在了解S7-200 的控制方式与原理和相关编程软件的基础上，根据液位控制系统的实际要求，提出了基于PLC的钢水液位控制设计方法，并不断对设计方案进行了改良； （3）使用STEP7 Micro-WIN与触摸屏进行调试，并检验设计方案的可行性。结果表明本文所使用的基于PLC的液位控制方案是可行的。最后对设计方案做出总结与展望。 关键词 非晶制带；薄带；钢水液位控制；PLC
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1非晶材料产生 1
1.1.2非晶薄带应用 1
1.2课题研目的和意义 3
1.3非晶制带生产 3
1.4 液位控制系统国内外发展现状 4
1.5本文主要工作 5
第二章 非晶材料的制备和薄带生产工艺 6
2.1 CBMS技术 6
2.2总体工艺流程描述 7
2.3工艺过程分布描述 7
2.3.2喷嘴包 8
2.3.3冷却辊 8
2.4非晶制带工艺 9
2.5本章小结 9
第三章 软硬件介绍与选择 10
3.1 PLC概述 10
3.1.2 PLC的定义 10
3.1.3 PLC的主要特点 11
3.1.4 PLC工作原理 12
3.2 PL *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
C选型 13
3.2.1 S7200控制系统的基本组成 16
3.2.2 S7200编程语言 16
3.3伺服电机与伺服驱动器 18
3.3.1伺服电机的原理与优点 18
3.3.2伺服驱动器 19
3.4 软件介绍 19
3.4.1 STEP7 MicroWIN 编程软件 19
3.5本章小结 20
第四章 非晶制带液位控制原理与设计 21
4.1 非晶制带模型与控制过程 21
4.2 液位检测系统 22
4.3 PLC设计 23
4.3.1 I/O接线图 23
4.3.2 I/O地址分配表 24
4.4梯形图 25
4.5触摸屏显示 29
4.6本章小结 32
结论与展望 33
致谢 34
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1非晶材料产生
上个世纪三十年代，德国人Creme通过蒸发冷凝法制备非晶合金，这是世界上第一份关于非晶合金研究的报告。60年代末，Brenner等人通过电沉积成功制造NiP非晶态合金。加州理工学院的Duwez教授于1960年发明了一种可以将熔融金属直接熔融成非晶金属的方法。之后，经过多代人的努力，非晶材料的广泛应用宣布了新的材料时代的来临，更多的冶金方面的专家家被吸引到这个领域，他们竞争发明不同的技术，并获得各种非晶合金。
与传统的冶炼方法不同的是，非晶合金制备技术使用的是冷却速度超过每秒100万度超快速冷却固化技术，从钢水到钢带成型，同普通冷轧金属薄制造过程相比，减少了很多中间工艺步骤，生产过程中加热消耗的能源便能节省约80％，即每次1kg的非晶态合金被生产与生产1kg硅钢材料相比可节约IL的石油[1]。由于快速淬火和固化，合金的固化原子不是有序排列的，固体合金是一种远程无序结构。一般来说，金属材料的原子排列不同于周期性和对称性，存在晶界，无定形合金，这种材料的微观结构与人类数千年来对金属和合金的理解和使用完全不同，因此具有一系列宏观特点和优异的性能，被誉为冶金材料的革命。
因为组成和无序结构的特点，非晶合金具有许多独特的性能:如优良的电磁性，耐腐蚀性，能获得零、负的磁致伸缩系数，高的强度、韧性、电阻率、机电藕合系数和超导性等等。因于非晶态金属与合金具有着性能优异和制作工艺简单的特点，并且可以被快速批量生产。因此得以普遍应用，并在80年代成为世界材料学重点研究项目[2]。自50年代以来发展至今，作为一种具有高科技含量的新型功能材料——非晶态材料的发展已越来越成熟，并已进入商业时期。
1.1.2非晶薄带应用
非晶合金自问世以来，因其优异的电磁特性。非晶薄带得以普遍应用于制造电机磁芯、变压器，滤波用铁芯和各类电抗器，以及其他电感或磁性元件[3]。用非晶薄带作为铁心用作制作非晶适配变压器的主要材料，与传统的硅钢等软磁材料相比，有着非常好的节能效果。其比对效果见表11：
表11 非晶材料变压器与传统材料变压损耗对比表
容量
（kVA）
S11型三相油浸式
配电变压器损耗
三相油浸式
非晶材料铁芯配电变压器损耗
空载
损耗
（kW）
负载
损耗
（kW）
空载
电流
（%）
空载
损耗
（kW）
负载
损耗
（kW）
空载
电流
（%）
30
0.1
0.6
2.1
0.033
0.6
1.70
50
0.13
0.87
2.0
0.043
0.87
1.30
80
0.18
1.25
1.8
0.06
1.25
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1非晶材料产生 1
1.1.2非晶薄带应用 1
1.2课题研目的和意义 3
1.3非晶制带生产 3
1.4 液位控制系统国内外发展现状 4
1.5本文主要工作 5
第二章 非晶材料的制备和薄带生产工艺 6
2.1 CBMS技术 6
2.2总体工艺流程描述 7
2.3工艺过程分布描述 7
2.3.2喷嘴包 8
2.3.3冷却辊 8
2.4非晶制带工艺 9
2.5本章小结 9
第三章 软硬件介绍与选择 10
3.1 PLC概述 10
3.1.2 PLC的定义 10
3.1.3 PLC的主要特点 11
3.1.4 PLC工作原理 12
3.2 PL *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
C选型 13
3.2.1 S7200控制系统的基本组成 16
3.2.2 S7200编程语言 16
3.3伺服电机与伺服驱动器 18
3.3.1伺服电机的原理与优点 18
3.3.2伺服驱动器 19
3.4 软件介绍 19
3.4.1 STEP7 MicroWIN 编程软件 19
3.5本章小结 20
第四章 非晶制带液位控制原理与设计 21
4.1 非晶制带模型与控制过程 21
4.2 液位检测系统 22
4.3 PLC设计 23
4.3.1 I/O接线图 23
4.3.2 I/O地址分配表 24
4.4梯形图 25
4.5触摸屏显示 29
4.6本章小结 32
结论与展望 33
致谢 34
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1非晶材料产生
上个世纪三十年代，德国人Creme通过蒸发冷凝法制备非晶合金，这是世界上第一份关于非晶合金研究的报告。60年代末，Brenner等人通过电沉积成功制造NiP非晶态合金。加州理工学院的Duwez教授于1960年发明了一种可以将熔融金属直接熔融成非晶金属的方法。之后，经过多代人的努力，非晶材料的广泛应用宣布了新的材料时代的来临，更多的冶金方面的专家家被吸引到这个领域，他们竞争发明不同的技术，并获得各种非晶合金。
与传统的冶炼方法不同的是，非晶合金制备技术使用的是冷却速度超过每秒100万度超快速冷却固化技术，从钢水到钢带成型，同普通冷轧金属薄制造过程相比，减少了很多中间工艺步骤，生产过程中加热消耗的能源便能节省约80％，即每次1kg的非晶态合金被生产与生产1kg硅钢材料相比可节约IL的石油[1]。由于快速淬火和固化，合金的固化原子不是有序排列的，固体合金是一种远程无序结构。一般来说，金属材料的原子排列不同于周期性和对称性，存在晶界，无定形合金，这种材料的微观结构与人类数千年来对金属和合金的理解和使用完全不同，因此具有一系列宏观特点和优异的性能，被誉为冶金材料的革命。
因为组成和无序结构的特点，非晶合金具有许多独特的性能:如优良的电磁性，耐腐蚀性，能获得零、负的磁致伸缩系数，高的强度、韧性、电阻率、机电藕合系数和超导性等等。因于非晶态金属与合金具有着性能优异和制作工艺简单的特点，并且可以被快速批量生产。因此得以普遍应用，并在80年代成为世界材料学重点研究项目[2]。自50年代以来发展至今，作为一种具有高科技含量的新型功能材料——非晶态材料的发展已越来越成熟，并已进入商业时期。
1.1.2非晶薄带应用
非晶合金自问世以来，因其优异的电磁特性。非晶薄带得以普遍应用于制造电机磁芯、变压器，滤波用铁芯和各类电抗器，以及其他电感或磁性元件[3]。用非晶薄带作为铁心用作制作非晶适配变压器的主要材料，与传统的硅钢等软磁材料相比，有着非常好的节能效果。其比对效果见表11：
表11 非晶材料变压器与传统材料变压损耗对比表
容量
（kVA）
S11型三相油浸式
配电变压器损耗
三相油浸式
非晶材料铁芯配电变压器损耗
空载
损耗
（kW）
负载
损耗
（kW）
空载
电流
（%）
空载
损耗
（kW）
负载
损耗
（kW）
空载
电流
（%）
30
0.1
0.6
2.1
0.033
0.6
1.70
50
0.13
0.87
2.0
0.043
0.87
1.30
80
0.18
1.25
1.8
0.06
1.25
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