中厚板轧制制造执行系统的设计与实现
中厚板厂制造执行系统(MES)功能模块设计的开题报告
中厚板厂制造执行系统(MES)功能模块设计的开题报告一、研究背景和目的随着我国经济的快速发展,工业制造业是支持经济发展的主要柱之一。
中厚板是重要的工业制造品,应用领域广泛,主要包括建筑、制造、船舶等多个领域。
如何提高中厚板的生产效率和产品质量,已成为中厚板制造企业的重要问题。
传统的生产制造方式,往往会面临人工管理过程不标准、生产计划不协调、产能利用率低等问题,为了解决这些问题,企业需要借助现代信息技术,构建集成的流程管理系统,提高客户满意度,优化生产过程,打造高效、绿色、智能的制造流程。
因此,本研究旨在针对中厚板制造企业的特点,设计一套中厚板制造执行系统(MES)功能模块,以提高生产生产效率和产品质量为目的。
二、研究内容和设想1.系统需求分析根据中厚板生产过程的特点,对制造执行系统进行需求分析,确定系统的主要功能模块和特点。
2.系统设计根据需求分析结果,设计系统的功能模块,包括订单管理、生产计划管理、材料管理、生产现场监控、成品质量管理等模块,确保系统功能完整性和便捷性。
3.系统开发采用Java Web技术开发中厚板生产执行系统,实现系统的功能模块化和集成化。
4.系统测试与优化对中厚板生产执行系统进行功能测试、性能测试和安全测试,为系统的后续维护和升级打下坚实基础。
三、预期贡献和创新性本研究旨在设计开发一套适合中厚板企业的生产执行系统,优化生产制造流程,提高经济效益,增强企业竞争力,具体贡献和创新性如下:1.优化生产流程,从而提高生产效率和产品质量,减少生产成本和人工管理成本。
2.建立集成的流程管理系统,方便企业对生产流程进行管理和监控,提高生产计划的协调和执行,降低订单出错率,提高客户满意度。
3.提供多维度数据监控分析功能,对生产过程进行量化分析,找出瓶颈,优化制造流程,提高生产效率和精度。
四、研究方法和技术路线本研究主要采用文献调研、案例分析、需求分析、设计开发和测试五个步骤,技术路线如下:1. 数据库技术:MySQL,存储所有的业务数据。
中厚板轧制规程设计方法
• 2.在采用控轧控冷时,要根据工艺要求, 结合温度制度、速度制度合理的安排压下 量。 • 3.双机架轧制时,要均衡分配道次和轧制 负荷,提高作业率。
三.设计步骤
• 1.根据原料尺寸和生产的钢板品种规格,在满足 轧件顺利咬入的条件下,确定轧制道次,分配各 道次的压下量和压下率。 • 2.制定速度制度,计算轧制时间和各道次的温度。 • 3.按上述确定的参数计算轧制力、轧制力矩和主 电机功率。 • 4.校核轧辊强度、传动系统强度、主电机功率。 • 5.对不合适的部分进行修正,得到合理的压下规 程。 • 中厚板轧制规程的制定流程图如下:
• 4.计算用主要数学模型 • (1)温度模型 • 轧钢生产中温度起着重要的作用,它会影响到材 料的变形抗力、工作辊热凸度等,最终影响到钢 材的性能和产品尺寸精度。因此必须计算不同阶 段的轧件温度。 • 轧钢生产时轧件的温度随着时间会发生变化: 有热量损失:如热辐射;热对流;水冷却;工作 辊间的热传导等,导致钢材温度降低。 有热量增加:如机械塑性加工热;钢板和工作辊 间的摩擦热等,导致钢材温度上升。 • 为了方便计算可以做如下假设: 宽度方向和轧制方向的热流量可以忽略,只考虑 厚度方向的热流量; 轧件的长度方向温度是光滑的变量;
• 1.轧制过程分为三个阶段 • ⑴成形阶段。 压下量主要考虑坯料纵横轧 制比 对坯料成形的矩形化影响;为横轧提供尺寸精度 的保证;轧制长度要考虑能转钢。 • ⑵展宽阶段。 压下量主要考虑宽度控制;考虑性 能控制,在可能情况下,尽量采用大压下量。 • ⑶伸长阶段 • ①前半道次。在设备能力允许的条件下,采 用大压下量。 • ②后半道次。考虑板形和厚度精度,一般采 用恒比例凸度优先的原则控制压下量;采用液压 弯辊时,可根据弯辊的能力设定压下量。
二.轧制规程设计原则
钢铁厂中厚板生产线MES系统--订单进程管理系统的设计与实现的开题报告
钢铁厂中厚板生产线MES系统--订单进程管理系统的设计与实现的开题报告1.研究背景和意义钢铁厂中厚板生产线是钢铁行业中的重要设备之一,其生产线包括:热轧机组、热轧皮带、冷却排列、精轧机组、冷却排列、屈曲机组和切割机组等工序。
随着不断发展的钢铁市场和生产需求的提高,对于生产线进行自动化管理已经成为必要的选择,其中的MES系统(制造执行系统)目前被广泛使用。
订单进程管理系统是MES系统中的一个重要模块,负责生产订单的管理、生产进度的追踪、现场批次的分析等一系列任务。
通过订单进程管理系统,厂家能够更好地掌控生产进度,提升生产效率,降低生产成本,提高产品质量,更好地满足市场的需求。
因此,设计和实现一个钢铁厂中厚板生产线MES系统中的订单进程管理系统具有重要的现实意义和应用价值。
2.研究内容和方法本研究的主要研究内容是针对钢铁厂中厚板生产线MES系统中的订单进程管理系统进行设计和实现。
具体包括如下几个方面的内容:(1)订单信息管理:对于生产订单的管理,包括订单的创建、更新、删除等一系列操作。
(2)生产计划管理:负责生产进度的追踪和分析,采用排产算法优化生产计划,并通过模拟分析,提供一系列针对性的优化方案。
(3)现场批次分析:对于现场的批次数据进行分析处理,提供一些有价值的参考数据和意见。
(4)硬件设施管理:对于MES系统中涉及的各种硬件设施进行统一管理,确保MES系统的正常运行。
本研究采用分析、设计、编程和测试等方法,结合钢铁厂中厚板生产线实际情况和需求,设计和实现一个相对比较完善的订单进程管理系统。
3.预期成果和意义通过实际的设计和实现过程,预期可以获得如下的成果:(1)设计和实现了一个针对钢铁厂中厚板生产线MES系统中订单进程管理系统的完整架构,并完成了针对性的功能完善。
(2)通过MES系统的订单进程管理,有效地提高了生产效率,降低了生产成本,提高了产品质量。
(3)提供了一个比较完善的MES系统样例,可以为其他钢铁厂MES系统的设计和实现提供有价值的参考和借鉴。
中厚板轧制原理
中厚板轧制是一种金属加工过程,用于生产中等厚度的金属板材。
以下是中厚板轧制的基本原理:
原料准备:首先,选择适当的金属材料,通常是钢材,作为中厚板的原料。
原料通常以熔化并铸造成块状,称为钢坯。
预处理:在进入轧机之前,钢坯需要经过一系列的预处理步骤。
这可能包括表面清洁、去除氧化皮、加热到适当的轧制温度等。
轧制过程:中厚板轧制通常使用轧机进行。
轧机是一个大型的机械设备,由多个辊子组成。
它可以将钢坯经过多次的轧制来逐渐减小厚度并获得所需尺寸。
进料:钢坯由轧机的进料系统引入,通常由一个或多个辊子组成。
初轧:钢坯经过初轧辊子的作用,压缩和延展,厚度逐渐减小。
中间轧制:经过初轧后,钢坯进入下一组辊子进行中间轧制,继续减小厚度。
最终轧制:在中间轧制后,钢坯经过最后一组辊子进行最终轧制,获得期望的中厚板尺寸。
冷却和切割:经过轧制后,中厚板通过冷却设备降温,然后被切割成所需的长度。
后处理:轧制后的中厚板可能需要进一步的后处理,如去除边角、表面处理、退火等,以满足特定的要求和应用。
中厚板轧制过程中,轧制力的施加通过轧机的辊子和控制系统来实现。
辊子的形状和布置对于控制中厚板的尺寸和表面质量起着重要的作用。
同时,轧制温度、轧制速度和轧制力的调节也会对成品的性能产生影响。
八钢中厚板MES系统设计与实践
础, 适应 “ 小批 量 、 多品种 、 大规模 生 产 、 单件 管理 ” 的
中厚 板生 产特 点 , 以实 现八 钢 中厚 板 ME S系统前 后
贯通 整条 产线 ,实 现全生 产过程 的一 体化产 品与质 量设 计 、 计划 与 物 流调 度 、 产制 造 与管 理 、 同订 生 合 单管理 与跟 踪等 功能 ,并 同先期 投用 的公 司级 产销 系统信 息交 互 , 而实 现整个 企业 信息 的综合集 成 , 从
2 八 钢 中厚 板 生产 管 理 现 状 及 系统 构 想
按 照 国际 ME A ( S S ME A即制造 执行 系统 协会 ) 的定 义 , S制 造 执行 系统 包 含 资源分 配 、计 划 排 ME 程 、 线跟 踪 、 产调 度 、 量管 理 、 备维 护 、 员 产 生 质 设 人
Ke y wor : ma u a trn x c to f ncinde c i s se fa e ds n f cu ige e ui n;u to s rbe;y tm m r
1 前 言
国外 的 钢铁 企 业 , 美 国 的加 里 厂 、 国 的浦 如 韩
的 M S系统 。 E
Ab t a t T i Aril s sME y tm f d u p ae mi y te ,st e tr e f h e e r h f n t n f sr c : h s t e u e S s se o c me im l t l i Ba is l h a g to e r s a c , u ci so ln e a t o MES s se i d u p ae mi . r e c ie al ua l , ot r a w r f y t m me im lt l a ed s r d p ri lr s f n 1 b c y waef me o k o S s s m n r o r i— r ME y t a d wok f w a ed s e l c s e eal De in a d i lme tt n o S s s m d u p ae mi ae p e e td r s le te f n t n f u s d i d t i . s n mpe n ai f n g o ME y t i me i m lt l r r s n e , ov h ci so e n e u o ME y tm f l t mi r r d c n g me t S s se o ae l f o u t p lo p ma a e n .
中厚板生产中自动化控制系统的应用与优化
中厚板生产中自动化控制系统的应用与优化摘要:中厚板轧制自动化系统反映了线材轧制控制的自动化程度,采用中厚板轧机自动控制系统不仅可以提高生产质量和利用率,而且可以满足特殊的控制要求。
从AGC绝对厚度控制、轧区跟踪系统和自动轧制三个方面介绍了自动控制优化的实际应用关键词“绝对AGC”;中厚板;自动化系统钢铁行业是典型的制造生产过程包括各种钢铁工业,具有很高的针对性和渗透性。
生产过程不仅包括成本、质量和效率等市场竞争因素,还包括资源、能效和可承受性等因素,以及过程排放、环境兼容性和工业生态系统等可持续发展因素。
一、中厚板生产工艺概述轧制产品(各种钢材)作为钢铁行业长流终端技术,直接服务于各行各业。
轧钢工艺的品种和质量首先代表了钢铁行业的整体生产水平,经过检查和清理的坯料被送到铸坯车间原料跨进行切割所需的长度。
按类型、来源、钢种和生产计划储存。
推料机将一个轧制坯料一个接一个推入辊道,并将其送入加热炉;送料机将板材加热至1150-1250℃后将其推入热炉,板材通过辊子输送至轧机。
除鳞箱经过首先氧化铁皮从高压水中去除;然后进入轧机。
四辊可逆式轧机。
轧机配有锥形工作辊,用于轧制工件。
高压水去除轧制表面的氧化铁。
通用13-17次往复轧,至最终产品的尺寸,轧制后,钢板由钢板矫直机矫直,钢板矫直后由冷床冷却。
在生产过程中,钢板的加工主要包括厚度、宽度、钢板长度等物理尺寸。
为了提高轧制板材的机械性能,通常在轧机后部安装快速冷却装置,将轧制板材冷却到一定温度,以获得所需的板材性能。
厚板自动轧制系统的控制功能包括:将工件从原来的厚度、宽度和长度轧制到所需的厚度、宽度和工件长度。
快速冷却板具有良好的机械性能。
计划在该地区增加产量,以提高生产速度和生产率。
在生产过程中,操作者必须在生产过程中进行指导和控制,维修人员必须有一定的控制手段,以便于错误的处理。
二、案例分析1.AGC厚度绝对控制。
厚钢板轧机的自动控制系统采用AGC绝对厚度控制系统建立轧制宏微观跟踪平台,根据L2系统数据和自动轧制的主要功能,实现可逆自动轧制过程。
3500mm中厚板轧机自动控制系统
本文的主要工作是对改造后新四辊轧机的液压厚度控制系统进行研究,这部分被认为是本工程技术含量最高的部分。文章首先阐述了目前国内外中厚板轧机的厚度控制应用情况以及对轧机消除厚差的机理进行了分析,并对压
力AGC的三种模型:BISRA.AGC、动态设定型AGC及绝对AGC进行了详细的分析并加以理论推导,并对其优缺点进行了评价,为AGC控制模型的选择及现场分析调试提供了理论基础。
2.期刊论文 刘文斌 液压自动辊缝控制技术在3340中厚板轧机中的应用 -液压与气动2001(8)
介绍了首钢中厚板轧机3340 mm四辊轧机液压AGC系统的工作原理、控制策略和使用情况及存在的问题.
3.学位论文 朱铁成 中厚板轧机液压AGC技术的应用研究 2006
本文以作者所在单位中厚板轧机工艺升级改造工程为背景,介绍了工程改造的目的和意义以及改造前后产品质量发生的变化。
(.1,{额定轧制力70000。N,最大轧制力
74000kN:
(2)同板差和异板差如下
(3)镰刀弯≤5mm/10m
(4)宽度偏差≤15rnm/10m: (5)板凸度≤0.15mm: (6)终轧温度偏差≤20℃; (7)系统频响≥18Hz; (8)具有MAS轧制功能; (9)轧区内实现全自动轧钢; (10)控制冷却开始温度为930--750℃ (11)控制冷却终冷温度为650--500℃ (12)同板温度差≤20℃; (13)异板温度差≤25℃。 轧线设备布置如图1所示。
3500mm中厚板轧机自动控制系统
601
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捌 摆 稍 g 螂 永 囤
寒辞群目
妇魁麓逝
~——————————————————一——————————————————一————————————————————————————一 602提高钢材的市场竞争力——。20。2年全国轧钢生产技术套议暨中国金属学会第七届轧钢年会论文集
中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现吕斌
中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现吕斌发布时间:2022-03-14T14:34:22.842Z 来源:《中国科技信息》2021年11月下作者:吕斌[导读] 钢铁企业是我国经济发展的重要环节。
新疆八一钢铁股份有限公司吕斌摘要:轧钢是利用合适的加工方法,对钢坯或钢锭进行加工,将其压制成相应的形状,在轧钢过程中需要确保轧钢产品的质量、尺寸、形状等都能够满足生产要求,达到其精准度符合生产标准。
一般来说,在轧钢过程中,电气自动化系统有着较高的运行稳定性,对其精度控制也非常好,因此需要实现对电气自动化系统的合理应用,通过与轧钢系统融合,让轧钢过程更加精确,满足轧钢产品的生产需求,推进轧钢质量提升,保障企业具备较好的经济效益。
关键词:轧钢;自动化技术;应用前言随着科技的发展,自动化技术对基础生产领域的发展产生重要的影响,同时,对钢铁行业的工艺控制有着本质的提升。
目前,在国内钢铁行业,轧钢技术受科技智能化的影响,已采用智能电网控制、无人化和自动化生产。
通过智能电气自动化技术的推广,是提升我国钢铁工业重要的基本保障,工业制造及生产功能得到了极大的改善。
1轧钢技术及轧钢电气自动化技术简述1.1轧钢的定义轧钢技术是钢的生产和制作的一种形式,同时也是生产方式中最重要的一种。
钢铁生产中产生的一种特殊技术,目的是将钢从钢锭或钢坯的形状轧制成规定的形状。
它是通过轧制施加压力来操作的,主要是通过轧制压力挤压来实现的。
通常,轧钢生产要经过多次轧制、多轧机连续轧制,最终形成轧制目标产品。
轧钢技术是一种特殊的钢材加工,因为它主要是通过压力来进行的,所以该技术的工艺过程与其他需要压力的工艺有些相似,但不同之处在于该工艺中钢材的天然质量。
因为钢的内在质量在加压过程中相当稳定。
其次,它不同于其他技术的原因在于,轧钢技术最终可以生产出不同形状要求的钢,因此它可以通过各种形式的变化来满足不同的工艺需求,适应不同的使用场景,轧钢技术的有效应用可以在很大程度上提升钢材的性能。
韶钢中板厂制造执行系统的设计与实现
ma u a t rn d u l tsa I G n f cu i g me im p a e tS S
CHAN Gu n ・ u G a g w
(h ounI nadSel ru oLd ,houn52 2 , undn ) S ag a o n t opC . t. Saga 113 G agog r eG
i d vd d i t e t n , n ef n t n l d lso e s se ae d f e sn p t ot m e i n me o . p a f s iie n os ci s a d t u c o a o h i mo ue ft y t m r e n d u ig a t b t h i o o o d sg t d A r e - h i
切式 定尺剪 组成 . 过这 几 年 的不 断 改进 ,0 4年 通 20 产 量达到 9 8万 t .
统, 被越 来越多 的用户在 信息 系统管理 、 企业数 据处 理 、 t t电子 商 务 网 站 等 领 域 作 为 应 用 数 据 的 Ie 、 n me 后 台处理 系统 u. 就系统 中使用 的 O A L ]现 R C E相 关
常光武
( 广东省韶关钢铁集 团有 限公司 , 广东 韶关 5 22 ) 1 13
摘
要: 介绍使用 C S结构的韶钢中板厂制造执行系统. / 系统选择 V . E B N T与 Oal 1g为开发环境 , rc 0 e 给出系统 的
流程图 , 通过对 系统 的划分 , 采用 自顶向下的设计思想定义 了系统的各个 功能模块。 给出 了确保 ME S和 P S数 据 C
交换实时性 和准确性的实现方法.
关键词 : 制造执行系统 ; 数据库系统 ; 过程控制系统
中厚板轧制制造执行系统的设计与实现
吴 创 陈建 勋 ( 武汉科技大学计算机科学与技术学院, 湖北 武汉 4 0 6 ) 3 0 5
摘 要
中厚 板 轧 制过 程计 算机 控 制 系统 通 常 采 用 三级 结 构 设 计 , 级 为基 础 自动 化 级 , 级 为 过 程控 制级 , 一 二 三级 为 生产 管理 级 。 建 立 中厚 板 轧制 制 造 执行 系统 ( n fcu { x c t n S se , S) z处理模 型 的基 础 上 , 于 工 业 以太 网 构 在 Ma ua t g E e ui y tm ME  ̄ r n o 基 建 系统 的体 系结 构 , 析 了所 建 立 系统 的 架构 特 点 、 据 管 理 方 式 , 究 了 中厚 板 轧 制 ME 系统 与基 础 自动 化 级 以 及 生 产 分 数 研 S
ar itod ce Ths ap s itod ce h t o e n r u d. i p eralo n r u s t a h w t mm uncae n ea t e, f in l d t bl y mon te hre e — o co i t i r l i efi e t an sa el a m c y g h t e lv
cht c ue i t r bas on n s r l t r e an daa e ed idu ti Ehe n t a d t man ge e t f h medim pae oln m a u a t r g x cuin y tm a m n o t e u lt r l g i n f c u i e e t s se n o
et Th m o te y tm de i i t e a ce t e s. e ai f h s se sgn s o nh n h medim plt r l g u ae oln pr es c nt fr t e i oc s o r ol o h deg e o a t ma inan r e f u o to d
中厚板轧制制造执行系统的设计与实现
中厚板轧制制造执行系统的设计与实现中厚板轧制过程计算机控制系统通常采用三级结构设计。
一级为基础自动化级,二级为过程控制级,三级为生产管理级。
过程控制级(二级机)系统,亦即中厚板轧制制造执行系统MES,处于厂级生产管理控制系统(三级机)和电气与仪表基础自动化系统(一级机)之间。
中厚板轧制MES是连接一级和三级系统的重要环节,它们一起协同工作实现对中厚板整个轧制过程的自动化控制。
本文建立了中厚板轧制过程MES系统的过程处理模型,分析和构建了系统的体系结构,对其中的数据管理、信息处理和稳定的数据通信技术进行了研究。
1 过程处理模型中厚板轧制MES系统连接基础自动化级系统、人机界面(Human Machine Interface,HMI)、生产管理级系统。
系统主要包括以下以下几个功能模块:轧制规程计算模块、冷却控制计算模块、模型自学习模块、过程跟踪调度模块以及数据管理模块等等。
该系统的过程处理模型如图1所示。
图1 中厚板轧制MES系统过程处理模型轧制规程计算模块根据生产调度人员输入的原料数据和轧制目标等信息计算出对应的轧制规程,包括轧制总道次数、每道次相对辊缝、每道次轧制力(矩)、每道次出口厚度等等,这些数据为理论数据或经验数据。
该模块同时根据实际轧制过程中产生的数据对轧制规程进行修正。
冷却控制计算模块根据轧制参数以及控冷需求等信息计算出对应的冷却方式,包括集管开启方式、开启数量、喷水量等,这些数据为理论数据或经验数据。
该模块同时根据轧制结束后实际的辊道速度信息及轧件温度信息等来对冷却方式进行修正。
数据管理模块对生产原料数据、轧制过程数据以及轧制规程数据等等一系列数据进行管理,实现对数据库的操作。
过程跟踪调度模块则主要是负责与数据通讯模块之间进行数据交换,对中厚板的轧制现场传回的数据(包括热金属检测仪的信号、测厚仪的信号以及轧制过程的实时数据等等)以及人机界面系统中的信号进行过滤和处理,获取MES系统可以识别的信号和数据,以此驱动各模块协同工作。
3500mm中厚板轧机AGC系统的研究与应用
东北大学项士学位论文1绪论设计、安装、调试以及后期维护工作,于2006年2月开始进行设备安装和现场调试,2006年5月lO日试生产,目前已经进入验收阶段。
本项目中厚板轧机如图1.1所示。
图1.1本』负目中3500mm中悖板轧机Fig.1.1The3500mmheavyplaterollingmillintheproject1.2AGC技术的发展自动厚度控制已经是现代化中厚板生产中实现厚度高精度轧制的重要手段,控制方式也比较多,例如GM-AGC,前馈AGC、监控AGC等等。
厚度控制技术已日趋成熟,中厚板的同板厚差精度已达到很高的水平。
在AGC系统发展的过程中,经历了进步较大的3个阶段【7,81:液压AGC的采用;绝对值AGC的采用;接近式y射线测厚仪的监控AGC或反馈AGC系统的应用。
图1.2表示的是采用不同的AGC系统所得到的不同厚度精度,由图可见,随着AGC技术的不断进步,中厚板的厚度偏差在逐渐减小。
目前,中厚板的厚度精度最好可达509m。
通伺服阀的一个负载口堵住变成三通阀),其控制原理如图4.2所示吲。
轧机辊系可分为单自由度负载模型和多自由度质量分布负载模型。
我们把各种负载等效到活塞上,按集总参量对单自由度负载模型进行分析。
即认为在轧制过程中下辊系是固定不动的,上辊系在压下油缸的驱动下上下运动。
此时,辊系的运动质量为上辊系运动部件和油缸缸体的质量。
4.1.1伺服阀图4.2AGC液压系统原理图Fig.4.2ThoschematicdiagramofAGChydraulicsyst∞n伺服阀是液压AGC系统的控制元件。
它能将微弱的电信号转换成大功率的液压能,从而控制液压油进出液压系统的执行机构。
伺服阀的主要优点是灵敏度高、响应快速,缺点是造价高、对油的质量及清洁度要求高。
电液伺服阀由电机械转换器和液压放大器组成。
图4.3为德国MOOGD791/D792系列三级电液流量控制伺服阀,以力矩马达作为电机械转换器,双喷东北大学硕士学位论文4液压AGC系统动态数学模型分析嘴挡板阀为第一级液压放大器,滑阀作为第二级液压放大器。
中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现
中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现发布时间:2021-01-21T03:47:26.035Z 来源:《中国科技人才》2021年第2期作者:乔文超[导读] 为有效提高产品性能,冷轧控制生产技术广泛应用于厚板生产。
生产过程复杂繁琐,控制和预测参数非常严格。
钢板轧制过程的手工操作可以严格按照生产过程的规则和程序进行控制。
新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂中厚板分厂摘要:当前发展阶段,我国钢铁工业取得了长足进展,但技术瓶颈也出现了。
主要原因是技术达到高标准时很难实现逐步发展。
向前迈出一步,我们将在钢铁行业取得巨大突破,对当前钢铁行业构成重大挑战,对钢铁行业的发展产生积极影响。
主要问题是中厚板在线实现全自动轧钢控制功能,对钢铁工业的发展有很大的积极影响。
关键词:中厚板;轧钢;在线实现完全自动轧钢控制功能在线实现的关键是在线实现。
研究人员花了很多时间和精力收效甚微。
经过专家学者的广泛研究和分析,得出结论认为,技术设备和硬件需要加强和深化,才能得到改进。
另一方面,在线实现全自动轧钢的研究,我们必须与先进的国际技术沟通,才能取得更大成就。
一、自动化轧钢控制功能分析为有效提高产品性能,冷轧控制生产技术广泛应用于厚板生产。
生产过程复杂繁琐,控制和预测参数非常严格。
钢板轧制过程的手工操作可以严格按照生产过程的规则和程序进行控制。
采用全自动化轧制生产工艺时,全自动控制可考虑多块交叉空间与时间关系,合理调整空间和时间可大大缩短轧机的等待时间,提高产量。
此外,中厚板轧机具有平面形状和弯辊控制功能,提高了板材和板材成形的可能性。
但是,操作工很难手动执行这些检查,必须在自动检查模式下由计算机执行。
二、全自动轧钢功能的实现1.实现全自动轧制功能要点。
全自动控制是考虑计算机如何在全自动控制模式下自动确定手动控制模式下运行的过程。
操作工首先进行手动操作,根据轧辊线功能生成相应的控制信号,并根据控制信号进行PLC自动化的基础。
手动控制流程如图1a所示。
中厚板轧机计算机控制系统的开发
中厚板轧机计算机控制系统的开发中厚板是钢铁工业产品的重要组成部分。
随着我国中厚板材生产线的新建和改造,中厚板材市场竞争日益激烈,因此提高产品质量和成材率,降低生产成本成为各个厂家追求的目标。
为此,除了努力提高管理水平外,对中厚板材生产控制自动化水平的要求也越来越高。
在国内中厚板轧机新建和改造项目中,大量的采用了国内外先进的技术和设备,实现了坯料跟踪、轧件尺寸形状的高精度控制、控制轧制和控制冷却等生产过程的计算机系统的开发。
系统结构设计中厚板分布式计算机控制系统常采用三级设计,一级为设备控制系统,即基础自动化,二级为过程控制,三级为生产管理。
基础自动化保证生产设备按照设定指令正常运行,并将生产线检测仪表信号和设备本体的采集信号实时的发送给过程计算机,为模型的计算、修正和学习提供数据基础;过程控制计算机基于工业以太网与PLC进行数据通讯,根据生产现场采集的数据实现物料跟踪、任务调度、规程优化计算及过程数据存储等任务;生产管理级主要完成生产计划的编制、工序的协调和产品质量管理等功能。
针对中厚板轧制的特点,为满足轧件跟踪、自动运钢和过程控制的要求,在轧线布置有相应的检测仪表。
为了满足控制轧制的要求,在机前、机后均设有两个待温辊道,可以实现钢坯的两待一轧,在每个待温区的入口、出口设有热金属检测器,以实现钢坯待温过程的自动摆动。
同时在待温区、轧机前后安装有相应的测温仪,为过程模型的计算和自学习提供温度基准数据。
基础自动化1主要功能轧机基础自动化的主要任务包括轧区辊道控制、主传动控制、电动压下位置自动控制(APC)、液压压下厚度自动控制(AGC)、清零、刚度测试、偏心补偿、数据通讯等。
控制系统利用PROFIBUS DP网络连接远程I/O、轧线检测仪表、变频器等设备,同时集中了全线的检测仪表信号和各设备之间的连锁信号。
轧机控制系统中安装的顶帽传感器、液压缸位移传感器、轧制力传感器、油压传感器、板宽测量仪、板厚测量仪等检测仪表为实现高速度和高精度的钢板厚度控制和液压位置自动控制提供了必要条件。
110_中厚板厂MES体系结构的设计与实现
中厚板厂MES 体系结构的设计与实现赵大东 李勇 王昭东 吴迪(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,沈阳 110004)摘要摘要::本文根据某中厚板厂MES 的功能需求,提出了系统体系结构的设计与实现方式,建立了数据库服务器、通信服务器、客户端的三层体系结构。
重点阐述了系统研发所采用的关键技术及实现。
满足现场系统运行的安全性和稳定性要求,简化了系统的调试和维护过程。
关键词关键词::中厚板,制造执行系统,系统架构,PL/SQL 存储过程Design and Realization of Architecture of MESin a Plate PlantZHAO Da-dong LI Yong WANG Zhao-dong WU Di(State Key Laboratory of Rolling & Automation, Northeastern University, Shenyang 110004)Abstract: In this paper, the design and realization of system architecture is proposed according to the function demand of MES in plate plant. The system architecture consists of three parts: the database, the communication server and clients. The key technology and it’s realization of system research are mainly discussed. It is meet the demand of operation in field in security and steady. The process of debug and maintenance is simplified in the system.Key words: plate ,MES ,system architecture ,PL/SQL store procedure1 引言某中厚板厂具有完善的基础自动化系统(L1)和过程自动化系统(L2)。
中厚板轧制规程设计课程设计
前言板钢轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证制度,并且操作方便、设备安全。
合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求:在设备允许的条件下尽量提高产量,充分发挥设备潜力提高产量的途径不外是提高压下量、减少轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、提高作业率、合理选择原料增加坯重等。
在保证操作稳定的条件下提高质量,为保证钢板操作的稳定,要求工作辊缝成凸型,而且凸型值愈大操作愈稳定。
压下规程是钢板轧制制度中最基本的核心内容,它直接关系着轧机的产量和产品的质量。
轧制制度中得其他内容如温度制度、速度制度都是以压下制度为核心展开的。
反过来,温度制度、速度制度也影响到压下速度。
目录1·制定生产工艺和工艺制度…………………………………………………………1·1制定生产工艺流程……………………………………………………………1·2制定生产工艺制度……………………………………………………………2·压下规程制定……………………………………………………………………2·1坯料的选择………………………………………………………………………2·2确定轧制方法……………………………………………………………………2·3轧制道次的确定,分配各道次压下量…………………………………………2·4咬入能力的校核…………………………………………………………………3·速度制度确定…………………………………………………………………………4·温度制度确定…………………………………………………………………………5·压下规程表的制定……………………………………………………………………6·各道次变形程度和变形速率的制定…………………………………………………6.1 变形程度的确定…………………………………………………………………6.2 变形速率的确定…………………………………………………………………7·轧制压力的制定…………………………………………………………………………7.1 变形抗力的确定…………………………………………………………………7.2 平面变形抗力的确定……………………………………………………………7.3 计算平均压力p…………………………………………………………………7.4 轧制压力的确定…………………………………………………………………8·电机输出力矩的制定…………………………………………………………8.1 传动力矩的计算………………………………………………………8.2 附加摩擦力矩的确定…………………………………………………8.3 空转力矩的计算………………………………………………………8.4 动力矩的计算…………………………………………………………8.5 电机输出力矩的计算…………………………………………………8.6 电机额定力矩的计算…………………………………………………9·电机的校核…………………………………………………………………9.1 主电机能力的限制…………………………………………………9.2 各机架电机输出力矩等效力矩的计算……………………………9.3 校核各机架的电机输出力矩………………………………………9.4 校核各机架的电机输出力矩………………………………………10·电机输出负荷图……………………………………………………………10.1 速度制度图………………………………………………………10.2 电机负荷图………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………1·制定生产工艺和工艺制度1·1制定生产工艺选择坯料→原料清理→加热→除磷→纵轧到底→矫直→冷却→表面检查→切边→定尺→表面尺寸形状检查→力学性能检测→标记→入库→发货。
中厚板设计任务书
1.课程设计必须独立的进行,每人必须完成中厚板压下规程的设计。
2.根据设计任务书要求,合理的确定尺寸、材料、工艺条件等参数。
3.正确的运用手册、标准,压下规程的计算必须符合国家标准。说明书力求用工程术语,文字通顺简练,字迹工整。
主要参考书及参考资料:
1.张景进主编,《中厚板生产》,冶金工业出版社;
2.陈瑛主编,《宽厚钢板轧机概论》,冶金工业出版社;
3.黄守汉主编,《塑性变形与轧制理论》,冶金工业出版社;
4.曲克主编,《轧钢工艺学》,冶金工业出版社。
教研室主任(签名)系(部)主任(签名)
设计目的:
中厚板生产课程设计是轧钢工艺课程的一个重要的教学环节,通过课程设计要求达到以下目的:
1.通过本次课程设计,把在《中厚板生产》和《轧制原理》课程中所学得的知识在实际的设计工作中综合地加以运用,使这些知识得到巩固、加深和发展。
2.本次设计是学生在进行了《机械设计基础》、《延伸孔型设计》及《加热炉》课程设计基础上进行的,通过本次课程设计,进一步培养学生对工程设计的独立工作能力,树立正确的设计思想,掌握轧钢工艺设计的基本方法和步骤,为以后进行设计工作打下良好的基础。
设计条件:原料:连铸坯,普通碳钢。
设计进度与要求:
设计时间为一周,具体进度如下:
1.设计准备(0.5天) 2.坯料尺寸的选择,轧制方法、道次、压下量的设计计算(1天)3.轧制速度和轧制温度的设计计算(1.5天)4.压下规程表的制定(0.5天):5.辊型设计(0.5天)。5.编写设计说明书(1天)整理和编写设计计算说明书。
课程设计任务书题目Βιβλιοθήκη 称:中厚板设计系部:机械工程系
专业班级:材料工程技术13-1
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中厚板厂制造执行系统的功能与结构设计的开题报告
中厚板厂制造执行系统的功能与结构设计的开题报告一、研究背景随着我国工业化速度的加快,中厚板的生产和应用范围越来越广。
中厚板广泛应用于建筑、航空、汽车制造、船舶制造等重要领域。
在生产过程中,中厚板的厂商需要实施较为复杂的生产管理,以保证产品的质量和进度。
制造执行系统是一种基于现代计算机技术、面向制造企业的一种信息化生产管理方法,能够帮助制造企业实现精细化管理,并提高生产效率和产品质量。
二、研究内容本课题将设计一套中厚板厂制造执行系统,以帮助生产企业实现计划、制造、控制和反馈的闭环管理,提高生产效率和产品质量。
具体而言,本课题的研究内容如下:1. 系统需求分析:对需要实现精细化管理的生产环节进行分析,总结制造企业需要实现的功能和优化目标。
2. 系统架构设计:参考制造企业的流程,设计系统的组成模块和模块之间的关系结构,实现良好的系统集成,确保整个系统的稳定性和高效性。
3. 数据库设计:建立企业的数据管理中心,采用先进的数据库技术对企业的生产数据进行全方位、多角度、有效性的存储和处理,为制造企业实现良好的生产管理提供有力的支持。
4. 系统功能设计:设计系统需要实现的功能,包括生产计划、订单管理、现场调度、数据监测和反馈等,保证企业生产管理的全面化和精细化。
5. 系统界面设计:设计系统的界面,采用易用性、简洁明了等原则进行界面设计,使得操作人员更加容易上手和使用。
三、预期成果本课题的预期成果为设计一套可用于中厚板制造企业的制造执行系统,实现企业产能优化、数据集成、资源共享等方面的效益。
该系统将帮助企业提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和加强供应链管理。
同时,该系统的推广和使用将带动中厚板制造企业的信息化进程,提高我国制造业的整体竞争力。
济钢中厚板产线作业管理系统的分析和设计的开题报告
济钢中厚板产线作业管理系统的分析和设计的开题报告1.项目名称:济钢中厚板产线作业管理系统的分析和设计2.项目背景:随着经济发展,国家对钢铁产业的需求量也越来越大。
而钢铁行业以复杂多变、工艺流程较多为特点,钢铁生产企业也从传统制造业向现代智能制造业转型升级,迫切需要一种高可靠性、高灵活性、高安全性、高效的生产作业管理系统。
济钢是国内知名大型钢铁企业之一,主要生产各类钢材及钢制品。
济钢中厚板产线是该企业重要的生产线之一,产线规模较大,生产工艺复杂,因此需要一个完善的作业管理系统来确保生产的质量和效率。
3.项目目标:本项目旨在设计并实现一套济钢中厚板产线作业管理系统,实现以下目标:(1)提高生产作业管理效率通过对济钢中厚板产线生产作业流程进行细致的分析和优化设计,提高生产作业管理效率。
(2)实现数据化管理通过对生产数据进行实时采集、存储和分析,实现数据化管理,优化产线配置和工艺流程。
(3)提升生产质量通过对生产参数进行实时监测和分析,及时识别和解决生产过程中的问题,提升生产质量。
(4)加强安全管理通过对生产过程进行实时监控和预警,提前识别潜在的安全隐患,加强生产安全管理。
4.项目内容:(1)生产流程分析:对济钢中厚板产线生产流程进行详细的分析和设计,包括生产作业计划、生产作业流程、生产作业组织管理等。
(2)系统设计:根据生产流程的分析结果,设计并实现一套完整的中厚板产线作业管理系统,包括设备数据采集、数据存储、数据分析等模块,实现数据化的生产作业管理。
(3)系统测试:对设计的系统进行测试和优化,确保系统性能和稳定性。
(4)系统实施:在济钢中厚板产线上实施设计的系统,并对系统运行效果进行监测和评估。
5.技术方案:(1)采用物联网技术对整个产线上的设备进行实时数据收集,并对数据进行存储和分析。
(2)设计一个多级实时监测系统,对生产过程中的关键参数进行实时监测,并在系统中设立预警机制,确保生产安全性。
(3)采用机器学习技术,借助历史数据对产线进行优化调整,提高生产效率和质量。
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中厚板轧制制造执行系统的设计与实现
中厚板轧制过程计算机控制系统通常采用三级结构设计。
一级为基础自动化级,二级为过程控制级,三级为生产管理级。
过程控制级(二级机)系统,亦即中厚板轧制制造执行系统MES处于厂级生产管理控制系统(三级机)和电气与仪表基础自动化系统(一级机)之间。
中厚板轧制MES是连接一级和三级系统的重要环节,它们一起协同工作实现对中厚板整个轧制过程的自动化控制。
本文建立了中厚板轧制过程MES 系统的过程处理模型,分析和构建了系统的体系结构,对其中的数据管理、信息处理和稳定的数据通信技术进行了研究。
1过程处理模型
中厚板轧制MES系统连接基础自动化级系统、人机界面(Huma nMachi ne In terface ,HMI)、生产管理级系统。
系统主要包括以下以下几个功能模块:轧制规程计算模块、冷却控制计算模块、模型自学习模块、过程跟踪调度模块以及数据管理模块等等。
该系统的过程处理模型如图1所示。
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图1中厚板轧制MES系统过程处理模型
轧制规程计算模块根据生产调度人员输入的原料数据和轧制目标等信息计算出对应的轧制规程,包括轧制总道次数、每道次相对辊缝、每道次轧制力(矩)、每道次出口厚度等等,这些数据为理论数据或经验数据。
该模块同时根据实际轧制过程中产生的数据对轧制规程进行修正。
冷却控制计算模块根据轧制参数以及控冷需求等信息计算出
对应的冷却方式,包括集管开启方式、开启数量、喷水量等,这些数据为理论数据或经验数据。
该模块同时根据轧制结束后实际的辊道速度信息及轧件温度信息等来对冷却方式进行修正。
数据管理模块对生产原料数据、轧制过程数据以及轧制规程数据等等一系列数据进行管理,实现对数据库的操作。
过程跟踪调度模块则主要是负责与数据通讯模块之间进行数据交换,对中厚板的轧制现场传回的数据(包括热金属检测仪
的信号、测厚仪的信号以及轧制过程的实时数据等等)以及人机界面系统中的信号进行过滤和处理,获取MES系统可以识别的信号和数据,以此驱动各模块协同工作。
2系统体系结构
2.1系统网络结构
中厚板轧制MES系统基于工业以太网与PLC和HMI进行数据通讯,采集实际生产中的数据并进行计算,然后将计算的结果传递给基础自动化级,参与中厚板轧制过程的控制。
系统的主要设备组成如下:加热炉过程控制服务器、轧机过程控制服务器、精整过程控制服务器以及工作站数台。
图2为该系统的网络结构图。
图2系统网络结构图
该网络结构中,服务器与前端客户机通过网上交换机进行连
接,保证了系统的可扩充性和快速性。
系统通过以太网与电气和仪表
基础自动化系统相连接并采用Tct y IP协议与之通讯,该系统也通过以太网与厂级生产管理控制系统连接。
2.2软件功能结构
中厚板轧制MES系统的管理范围从板坯切割完成一直到生成出合格中厚板,其中包括如下处理段:上料跨、加热炉、高压水除鳞、轧机、快速冷却、热矫直机矫直、冷床冷却、钢板翻版检查、圆盘剪纵剪修边、定尺剪定尺、标记、收集。
整个中厚板轧制MES系统分成两个层级:全线协调级和设备控制级。
全线协调级完成如下功能:①实现与生产管理计算机之间的通讯,生产管理级向MES系统传递所有原料数据、生产计划数据、生产要求数据,MES系统则将产品生产实绩数据、生产进度完成数据等回馈给生产管理级;②实现全线物料跟踪,包括加热炉段钢坯跟踪、轧机段轧件跟踪和精整段钢坯跟踪,目的是准追踪轧件在生产线上的实际位置,以便完成相应的设定或设备控制功能,提咼产品的控制精度;③向各设备发送轧件原料数据和轧件跟踪数据;④收集各设备的处理结果数据;⑤维护和管理生成计划数据。
中斤板轧A4MES
图3中厚板轧制MES系统功能结构图
各设备控制级部分完成如下功能:①设备的内部轧件微跟踪,定位轧件在各设备内部的准确位置;②设定值计算,轧件上线后MES 根据该轧件的主数据和生产要求,计算该轧件的生产设定值;③过程数据收集,过程数据是轧制过程中基础自动化级实测并传回给MES勺实际数据,过程数据的收集目的是对轧制规程、模型参数等等进行修正;④上报生产过程数据和生产结果数据;⑤数学模型自学习。
3关键技术
3.1数据管理
系统的数据管理采用的是Oracle数据库管理系统。
数据库编
程接1: 3采用ADO NET并通过LingToOracle或类型化的数据集,
封装对数据库的操作。
数据库按照功能以及管理范围,被分成多个部分:全线数据管理部分、加热炉部分、轧机部分、快速冷却部分、矫直以及出口段部分。
这几个部分的数据分别存放在不同的表空间中,本系统数据库
表空间包括:
COMMON存放全线共用数据。
FURNACE存放加热炉段相关数据
MILL :存放轧机段相关数据。
FAST_COOLING存放控冷段相关数据。
EXIT. -SESSION存放出口段相关数据。
例如,在MILL表空间中,即轧机段主要的数据表如表1所示
表1轧机段主要数据表及其说明
3.2报文通讯
在中厚板轧制过程自动化控制中,MES系统主要与基础自动
化级、生产管理控制级发生通讯。
基础自动化级和生产管理级与过程控制级之间通过以太网相
联,网络通讯协议采用TCF Y IP协议,网络连接采用TCF Y IP自带的应答报文机制和心跳检查机制(由中厚板轧制ME孫统在建立网络连接时设置连接的属性),以保证数据进行可靠传输,并保证网络连接的状态被正确检测。
所有数据以报文的方式传送,每个数据报文均由报文头和报文数据部分组成.如表2是原料数据报文的格式,该报文的发送方是基础自动化
级,接收方为中厚板轧制MES系统,发送时机是当有原料钢坯被堆入加热炉时。
表2原料数据报文格式
基础自动化级的数据都是PLC通过报文的方式主动发送到中厚板轧制MES系统中。
发送给基础自动化级的数据报文为生产设定数据报文,如:原料数据报文、加热炉设定报文、出炉报文、轧机每道次设定报文和冷却要求报文、快速冷却设定报文、矫直机设定报文、冷床设定报文、翻板机设定报文、圆盘剪设定报文、定尺剪设定报文
等等。
基础自动化PLC上传的报文需要被分解成数值报文和信号报文,然后再由中厚板轧制MES系统的核心程序处理。
数值报文部分:基础自动化PLC上传报文中,数值数据是以原始的二进制格式表示,数值有2字节整数型和4字节的浮点型,在提取数值数据时,首先需要进行字节码转换。
同样,在中厚板轧制MES系统在将含有数值的报文发送到PLC中时。
也需要进行字节码顺序的转换。
信号报文部分:基础自动化PLC上传的报文中,事件或设备状态以字节中的二进制位(bit)表示,判断事件发生或设备状态发生变化需要将各状态位解析出来。
在判断设备状态发生变化时,需要将当前状态和前一次的状态进行比较。
解析出来的事件或设备状态变化需要被转换成事件报文,传送给中厚板轧制MES勺核心程序。
3.3远程过程调用与共享内存
远程过程调用(RPC)是进程问通信技术之一,在ISO网络通信模式中RPC跨越了传输层和应用层。
共享内存是指多个进程可以把一段内存映射到自己的进程空间,以此来实现数据共享和传输的一种机制。
中厚板轧制MES系统的开发结合并利用了远程过程调用技术和共享内存机制的特点,大大提高了系统的开发效率和运行效率。
4结束语
中厚板的轧制是一个复杂的过程,开发中厚板轧制MES系统
是一项复杂的任务,不仅要保证系统的控制精度、计算精度,同时要
协调好基础自动化级、人机界面与过程控制系统之间的通讯关系。
中厚板轧制MES系统提升了企业中厚板生产过程控制的自动化程度,大大提
高了企业中厚板生产的精度和效率。
本文设计完成的MES系统已经成功在天津某钢厂投入运行,取得了良好的实际效果,图4为系统部分运行画面。
图4钢坯温降数据曲线管理画面。