金属材料成型自动控制基础

1 概论

1.1 轧制生产过程的特点

1.2 轧制过程技术现状与自动化发展

1.3 中国冶金自动化的发展

复习思考题

2 自动控制原理

2.1 自动控制系统基本组成和控制原理

2.1.1 开环控制系统

2.1.2 闭环控制系统

2.1.3 复合控制系统

2.2 自动控制系统的基本要求

2.2.1 自动控制系统的性能指标

2.2.2 PID控制规律

2.3 调节器与执行器

2.3.1 DDZIII模拟调节器

2.3.2 数字PID调节器

2.3.3 电动执行器

复习思考题

3 轧制控制计算机系统的数学模型

3.1 轧制过程数学模型

3.1.1 几种常用的数学模型

3.1.2 常用的典型轧制数学模型

3.2 线性回归

3.2.1 一元线性回归

3.2.2 多元线性回归

3.3 自学习与自适应算法

3.3.1 数学模型的自学习

3.3.2 数学模型的自学习算法

3.3.3 精轧模型的自学习内容

3.4 神经网络及其应用

3.4.1 神经网络概述

3.4.2 BP神经网络的基本模型

3.4.3 轧制过程基于BP神经网络的实际应用

3.5 现场模型应用举例

3.5.1 轧制力模型

3.5.2 模拟轧钢

复习思考题

4 轧制过程计算机控制系统

4.1 轧制过程计算机控制的发展

4.2 控制用计算机系统基本结构

4.3 工业控制计算机的特点和种类

4.3.1 工业控制计算机的特点

4.3.2 工业控制计算机的种类

4.4 轧制过程多级计算机控制系统结构

4.4.1 L1操作计算机控制系统分工

4.4.2 L2级计算机轧制过程数学模型

4.4.3 L3级生产控制级作业内容

4.5 轧制过程控制计算机运行可靠性

4.6 轧制过程控制计算机通讯

4.6.1 基于以太网的通讯

4.6.2 以太网在热轧生产线中的应用实例

4.6.3 基于现场总线的通讯方式

4.7 热带轧制车间分散控制系统实例

复习思考题

5 连续铸钢生产过程自动控制

5.1 连铸生产过程中的检测与控制

5.1.1 连续铸钢检测技术

5.1.2 连续铸钢自动控制

5.1.3 二次冷却水控制

5.2 连铸生产过程计算机控制系统

复习思考题

6 连续加热炉生产过程自动控制

6.1 加热炉温度控制模型

6.1.1 加热炉炉温控制原理

6.1.2 双交叉限幅燃烧控制方式

6.2 炉膛压力控制模型

6.3 钢坯内温度模型

6.4 连续加热炉自动智能控制系统

6.5 某公司加热炉控制系统的功能说明

6.5.1 PDI数据输入

6.5.2 产品的核对

6.5.3 产品的炉前操作

6.5.4 板坯位置跟踪

6.5.5 板坯的抽出

6.5.6 生产节奏

6.5.7 炉段最佳设定温度计算

6.5.8 炉段最佳设定温度计算自适应

6.5.9 延迟策略计算

6.6 加热炉控制系统与其他控制系统的通讯

复习思考题

7 高速线材生产过程自动控制

7.1 高速线材生产线简介

7.2 高速线材轧机的自动控制系统

7.3 高速线材轧机自动化控制系统

7.3.1 SIMATIC S5—155U PLC

7.3.2 COROS LS—B人机接口计算机操作监控系统

7.3.3 ET200分布式输入、输出系统

7.3.4 全数字直流传动调速控制装置

7.3.5 LCI SIMOVERT S精轧机主传动

7.4 基础自动化系统组态图

7.4.1 主设定PLC框架

7.4.2 传动控制PLC框架

7.4.3 顺序控制（SEQ）PLC

7.4.4 轧线（MILL）PLC

7.4.5 液压润滑（MED）系统工程PLC

7.4.6 吐丝机（PGD）控制PLC

7.5 高速线材性能预报系统介绍

7.5.1 高速线材在线性能系统（SCCS）构成

7.5.2 在线模型功能

7.5.3 在线模型特点

复习思考题

8 板带钢厚度自动控制

8.1 板带钢厚度的变化规律

8.1.1 板带钢厚度波动的原因

8.1.2 轧制过程中厚度变化的基本规律

8.2 厚度自动控制的基本形式及其控制原理

8.2.1 用测厚仪的反馈式厚度自动控制系统

8.2.2 厚度计式厚度自动控制系统（压力AGC）

8.2.3 前馈式厚度自动控制系统

8.2.4 张力式厚度自动控制系统

8.2.5 可变刚度控制

8.3 带钢热连轧精轧机组的厚度自动控制

8.3.1 精轧机组DDC—AGC系统的基本组成

8.3.2 厚度控制补偿

复习思考题

9 连轧张力和活套控制

9.1 轧制过程中张力的作用及其计算

9.1.1 前后张力作用

9.1.2 张力的理论计算模型

9.1.3 影响张力的各种因素

9.2 活套支撑器

9.2.1 电动活套的动力学计算

9.2.2 连轧时活套支撑器的自动控制系统

9.3 开卷和卷取张力的控制方法

9.3.1 卷取机张力控制的基本原理

9.3.2 直接法控制张力的基本原理

9.4 型钢连轧张力自动控制

9.4.1 H型钢轧制的平均出口速度计算

9.4.2 型钢连轧电流记忆法的微张力控制原理

9.5 板带热连轧时的无活套轧制

复习思考题

10 带钢板形自动控制

10.1 板形理论

10.1.1 板形的工程表示方法

10.1.2 热带轧制板凸度规程

10.1.3 板形出浪的残余应力条件

10.2 板、带钢轧制凸度合成计算

10.3 板形检测方式

10.4 板形控制方式

10.4.1 人工板形控制方式

10.4.2 液压弯辊板形控制装置

10.4.3 中间辊窜辊板形控制

10.4.4 CVC轧机

10.5 带钢板形自动控制系统

10.5.1 板形自动控制原理

10.5.2 板形自动控制系统

10.5.3 某1700mm带钢冷连轧机板形控制系统

10.5.4 CVC轧辊板形液压控制

10.5.5 HC轧机板形自动控制系统

复习思考题

11 轧后温度控制

11.1 终轧温度控制

11.2 卷取温度控制

11.2.1 卷取温度控制原理

11.2.2 卷取温度控制计算

11.2.3 控制系统构成

11.2.4 自动控制方法

11.2.5 计算机控制策略

复习思考题

12 位置自动控制（APC）

12.1 位置自动控制系统的基本组成和结构

12.2 位置控制的基本要求和基本原理

12.2.1 位置控制的基本要求

12.2.2 机械装置理想定位过程的理论分析和控制算法

12.2.3 位置控制量的实际计算和控制方式

12.2.4 液压压下装置与液压系统动态特性

12.2.5 液压压下自动位置控制

12.3 飞剪机可编程序控制器的位置自动控制（PLC—APC）

12.3.1 飞剪机剪切工作原理

12.3.2 ISA—D控制系统的构成

12.3.3 系统的软件构成

12.3.4 提高系统性能的几个措施

复习思考题

参考文献

《普通高等教育“十二五”规划教材：金属材料成型自动控制基础》主要是适应自动控制技术在冶金行业广泛应用的现状，系统介绍了自动控制在硬件和软件两个方面的基本原理。