导语

  

内容提要

  

    本书论述了当前最先进的板带材冷轧自动化生产工艺及自动化控制技术，包括冷轧主令控制、液压伺服控制、冷轧厚度与张力控制、冷轧板形检测技术、冷轧板形控制、冷轧过程控制、冷轧在线数学模型、模型自适应与轧制规程优化等，论述了它们的控制原理和实现方法等，并展示了板带材冷轧自动化控制技术的工业应用实例。
    本书适合作为普通高等院校材料类和自动化类专业教材，也可供材料、自动化和机械领域科研院所、高等院校和各材料加工企业的人员参考，尤其适合从事轧制过程自动化控制的研究人员与工程技术人员参考。

第1章  板带材冷轧生产工艺及自动化概述
  1.1  板带材冷轧生产工艺
    1.1.1  板带材冷轧生产工艺特点
    1.1.2  可逆式冷轧生产工艺
    1.1.3  连续式冷轧生产工艺
  1.2  板带材冷轧生产设备
    1.2.1  冷轧机主要机型
    1.2.2  冷轧机设备组成形式
  1.3  板带材冷轧机自动化控制技术
    1.3.1  分级式计算机控制系统
    1.3.2  生产管理控制级
    1.3.3  过程控制级
    1.3.4  基础自动化
第2章  冷轧主令控制
  2.1  轧机速度控制
    2.1.1  预设定值处理
    2.1.2  主令速度计算
    2.1.3  轧区带材跟踪
    2.1.4  带尾自动定位
  2.2  自动剪切控制
    2.2.1  自动剪切控制原理
    2.2.2  自动剪切参数计算
    2.2.3  自动剪切控制效果
  2.3  卷取机控制
    2.3.1  卷取机工作流程
    2.3.2  瞬时卷径计算
    2.3.3  卷筒数据交换
    2.3.4  转盘旋转补偿
  2.4  动态变规格
    2.4.1  调节方法
    2.4.2  控制模式
    2.4.3  参数计算
第3章  液压伺服控制
  3.1  液压辊缝控制
    3.1.1  设备情况
    3.1.2  辊缝/轧制力测量
    3.1.3  控制原理
  3.2  液压弯辊控制
    3.2.1  设备情况
    3.2.2  弯辊力测量
    3.2.3  控制原理
  3.3  液压轧辊横移控制
    3.3.1  设备情况
    3.3.2  中间辊横移位置测量
    3.3.3  控制原理
  3.4  伺服补偿控制
    3.4.1  伺服非线性补偿
    3.4.2  伺服零偏补偿
    3.4.3  伺服震颤补偿
    3.4.4  油压缩补偿
  3.5  机架管理
第4章  冷轧厚度与张力控制
  4.1  冷轧厚度控制的理论基础
    4.1.1  厚度变化的基本规律
    4.1.2  影响厚度的因素
    4.1.3  厚度控制的基本手段
  4.2  冷轧厚度控制的基本形式
    4.2.1  前馈AGC
    4.2.2  监控AGC
    4.2.3  秒流量AGC
    4.2.4  压力AGC
  4.3  单机架冷轧机厚度控制策略
    4.3.1  监控AGC
    4.3.2  厚度计AGC
    4.3.3  轧机刚度实时计算
    4.3.4  轧件塑性系数实时计算
    4.3.5  轧制效率补偿
    4.3.6  轧辊偏心补偿
  4.4  单机架冷轧机张力控制策略
    4.4.1  间接恒张力控制
    4.4.2  控制参数的获取
  4.5  箔材冷轧厚度控制策略
    4.5.1  轧制力监控AGC
    4.5.2  张力监控AGC
    4.5.3  轧制速度AGC
    4.5.4  厚度优化控制
    4.5.5  目标厚度自适应控制
    4.5.6  速度最佳化控制
  4.6  冷连轧厚度控制策略
    4.6.11  号机架前馈AGC
    4.6.21  号机架监控AGC
    4.6.32  号机架秒流量AGC
    4.6.45  号机架前馈AGC
    4.6.55  号机架监控AGC
    4.6.6  末机架轧制力补偿控制
    4.6.7  动态负荷平衡控制
  4.7  冷连轧张力控制策略
    4.7.1  张力制度的确定
    4.7.2  入口张力控制
    4.7.3  出口张力控制
    4.7.4  机架间张力控制
第5章  冷轧板形检测技术
  5.1  板形辊的结构、检测原理及检测信号
    5.1.1  压磁式板形辊结构与检测原理
    5.1.2  压电式板形辊结构与检测原理
    5.1.3  两种板形辊板形信号之间差异
  5.2  板形测量信号处理模型
    5.2.1  板形辊的结构和主要参数
    5.2.2  板形测量值表达式
    5.2.3  径向力测量值的标定平滑处理
    5.2.4  边部测量段径向力的修正
    5.2.5  板形辊故障测量段处径向力的确定
    5.2.6  带材横向厚度分布计算
  5.3  板形测量信号处理模型的实际应用
    5.3.1  板形测量值的插值转换
    5.3.2  板形测量值计算模型应用效果
第6章  冷轧板形控制
  6.1  冷轧板形预设定控制
    6.1.1  板形预设定计算策略
    6.1.2  板形目标曲线设定模型
    6.1.3  板形调节机构设定计算流程
    6.1.4  轧辊热凸度与磨损计算
  6.2  冷轧板形闭环控制
    6.2.1  板形调控功效系数计算
    6.2.2  多变量最优板形闭环控制
    6.2.3  板形前馈控制
  6.3  中间辊横移速度控制模型
    6.3.1  UCM轧机中间辊初始位置计算
    6.3.2  中间辊横移阻力的确定
    6.3.3  中间辊横移速度设定
  6.4  板形调节机构动态替代控制
    6.4.1  工作辊弯辊超限时的替代板形调节机构选择
    6.4.2  工作辊弯辊与其他替代执行器的在线控制模型
    6.4.3  工作辊弯辊超限替代模型的制定
  6.5  非对称弯辊控制
    6.5.1  非对称弯辊的工作原理
    6.5.2  非对称弯辊的板形调控功效
    6.5.3  非对称弯辊控制对辊间压力分布的影响
    6.5.4  非对称弯辊与轧辊倾斜控制的选择
  6.6  工作辊分段冷却控制
    6.6.1  分段冷却控制原理
    6.6.2  控制器设计
第7章  冷轧过程控制
  7.1  过程控制系统总体结构
  7.2  数据通信与数据管理
    7.2.1  过程控制数据通信
    7.2.2  过程控制数据管理
    7.2.3  带钢数据同步
  7.3  钢卷跟踪
    7.3.1  轧机跟踪区域划分
    7.3.2  钢卷跟踪的实现
    7.3.3  分卷或断带处理
  7.4  模型设定系统
    7.4.1  模型设定系统结构
    7.4.2  模型计算触发条件
    7.4.3  模型设定计算流程
    7.4.4  动态变规格设定
    7.4.5  模型自适应
第8章  冷轧在线数学模型
  8.1  冷轧变形区微单元模型
    8.1.1  微单元的划分及几何参数计算
    8.1.2  微单元的受力分析及计算
    8.1.3  边界条件的求解
    8.1.4  前滑值的计算
  8.2  变形抗力与摩擦系数模型
    8.2.1  变形抗力模型
    8.2.2  摩擦系数模型
  8.3  轧制力模型和迭代算法
    8.3.1  轧制力模型
    8.3.2  轧制力和轧辊压扁半径的解耦算法
    8.3.3  实例计算与分析
  8.4  轧制力矩与电机功率模型
    8.4.1  轧制力矩模型
    8.4.2  电机功率模型
    8.4.3  电机机械功率损耗测试
  8.5  轧机弹跳与辊缝设定模型
    8.5.1  轧机弹跳模型
    8.5.2  轧机刚度系数测试
    8.5.3  辊缝设定模型
  8.6  弯辊力与轧辊横移模型
    8.6.1  弯辊力设定模型
    8.6.2  轧辊横移设定模型
第9章  模型自适应与轧制规程优化
  9.1  模型自适应的原理
    9.1.1  模型自适应算法
    9.1.2  模型自适应的类型
    9.1.3  模型自适应流程
  9.2  实测数据的计算与处理
    9.2.1  实测数据的测量与间接计算
    9.2.2  测量值可信度的计算
  9.3  模型公式自适应
    9.3.1  轧制力模型自适应
    9.3.2  轧制功率模型自适应
    9.3.3  辊缝设定模型自适应
    9.3.4  前滑模型自适应
  9.4  模型参数的自适应
    9.4.1  模型参数自适应的方案设计
    9.4.2  模型自适应系数的寻优算法
  9.5  轧制规程的比例分配法
    9.5.1  轧制策略
    9.5.2  制定轧制规程的流程
  9.6  轧制规程的多目标优化
    9.6.1  轧制规程目标函数结构设计
    9.6.2  目标函数的建立
    9.6.3  轧制规程的优化计算
    9.6.4  计算流程
    9.6.5  轧制规程优化算例
第10章  板带材冷轧自动化的应用
  10.1  冷轧生产线概况
  10.2  两级分布式自动化控制系统
    10.2.1  基础自动化系统
    10.2.2  过程自动化系统
    10.2.3  人机界面系统
    10.2.4  自动化网络系统
    10.2.5  在线检测仪表
  10.3  典型控制效果
    10.3.1  动态变规格控制效果
    10.3.2  辊缝控制效果
    10.3.3  张力控制效果
    10.3.4  厚度控制效果