《高等学校教学用书 轧制过程自动化 第2版》求取 ⇩

目录1

0　绪论1

0.1　轧制过程自动化的基本概念1

0.2　轧制过程自动化的发展概况1

0.3　轧制过程自动化的必要性2

0.4　本课程的内容和要求5

1　轧制过程自动化与计算机控制系统6

1.1 自动控制系统的基本组成和控制原理7

1.1.1 控制系统的基本形式7

1.1.2 闭环控制系统的组成及其基本环节9

1.1.3 对反馈控制系统的基本要求12

1.1.4 现代控制理论在轧制过程自动化中的应用14

1.2　计算机控制系统的基本类型和应具备的性能15

1.2.1 计算机控制系统的基本组成15

1.2.2 计算机控制系统的基本类型18

1.2.3 控制用计算机应具备的性能21

1.3　轧制过程计算机控制系统的任务及其功能22

1.3.1 热连轧（工艺）物料流程22

1.3.2 热连轧计算机控制系统23

1.3.3 热轧计算机控制系统的特点39

2　轧件跟踪41

2.1　轧制生产线上的数据区和数据流41

2.1.1 原始数据区及其数据的输入42

2.1.2　计算值数据区43

2.1.3　实际值数据区43

2.1.4　跟踪信号数据区43

2.1.5　其他数据区46

2.1.6 主要数据区中数据的流动46

2.2　轧件跟踪的目的和方法46

2.2.1 跟踪的目的46

2.2.2 跟踪的方法46

2.3.1 跟踪区域的划分和跟踪功能48

2.3　板带钢热连轧生产线上轧件的跟踪48

2.3.2 加热炉区域板坯的跟踪49

2.3.3　粗轧区带钢的跟踪49

2.3.4 精轧区带钢的跟踪52

2.4　其他轧制过程中轧件的跟踪54

2.4.1 冷连轧板带材轧制过程中轧件跟踪的特点54

2.4.2　初轧轧制过程中轧件跟踪的特点55

2.4.3 厚板轧制过程中轧件的跟踪56

3　位置自动控制57

3.1　位置自动控制系统的基本组成和结构57

3.2　位置控制的基本要求和控制的基本原理58

3.2.1 位置控制的基本要求58

3.2.2　理想定位过程的理论分析和控制算法59

3.2.3 位置控制量的实际计算和控制方式63

3.3.3　启动联锁条件的检查66

3.3.2 重复设定66

3.3　提高位置控制精度和可靠性的措施66

3.3.1 间隙的消除66

3.4　位置控制系统程序的公用性和程序的组成67

3.4.1 程序的公用性67

3.4.2　程序的组成68

3.5　存储程序控制的位置自动控制（SPC-APC）69

3.5.1 存储程序控制的基本含义69

3.5.2　SPC-APC的构成和功能70

3.6.1 可编程序控制器的基本含义和组成72

3.6　具有可编程序控制器的位置自动控制（PLC-APC）72

3.6.2 飞剪机的PLC-APC的控制原理73

3.7 轧钢车间中其他典型辅助设备的位置设定计算及其控制80

3.7.1 立辊开口度的设定计算80

3.7.2 侧导板开口度的设定计算及其控制82

3.7.3　推钢机行程的设定及其自动控制84

3.7.4　板坯抽出机行程的设定及其自动控制86

4.1.1 板带钢厚度波动的原因88

4.1.2 轧制过程中厚度变化的基本规律88

4.1　板带钢厚度波动的原因及其厚度的变化规律88

4　厚度自动控制88

4.2　厚度自动控制的基本形式及控制原理91

4.2.1 反馈式厚度自动控制基本原理91

4.2.2 前馈式厚度自动控制的基本原理94

4.2.3 监控式厚度自动控制的基本原理95

4.2.4 张力式厚度自动控制基本原理97

4.2.5 金属秒流量AGC控制的基本原理98

4.2.6 液压式厚度自动控制基本原理100

4.2.7 轧制力AGC（P-AGC）控制系统基本原理107

4.2.8 绝对值AGC（ABS-AGC）控制系统的基本原理110

4.2.9 动态设定型AGC（D-AGC）控制系统的基本原理115

4.3　带钢热连轧厚度自动控制系统117

4.3.1 轧机刚性系数的确定117

4.3.2 热连轧AGC控制原理117

4.3.3 弹跳修正量△SA的确定119

4.3.4 偏心滤波量△SE的确定120

4.3.6 AGC功能控制框图121

4.3.5 监控AGC修正量△SM的确定121

4.4　带钢冷连轧和单机轧制厚度自动控制系统122

4.4.1 2030mm冷连轧机的主要设备组成123

4.4.2 2030mm冷连轧机厚度自动控制系统功能组成124

4.4.3　2030mm冷连轧机厚度自动控制效果的分析138

4.4.4 1420mm冷连轧机厚度自动控制系统的特点141

4.4.5 单机架冷轧机的μ-AGC自动控制系统153

4.5　厚度自动控制系统中的补偿控制原理和措施154

4.5.1 支持辊偏心的补偿控制154

4.5.2 油膜厚度的补偿控制159

4.5.3　板带钢宽度的补偿控制161

4.5.4　压下补偿值的计算和控制162

4.5.5 带钢尾部补偿值的计算163

4.6　带钢热连轧带钢头部厚度设定及其自适应控制165

4.6.1 轧制厚度的确定165

4.6.2 带钢头部厚度设定165

4.6.4　入口修正166

4.6.3 带钢变形特性的预先控制166

4.6.5 带钢头部厚度的自适应控制167

5　带钢板形自动控制170

5.1　带钢板形概念170

5.1.1 何谓带钢板形170

5.1.2 带钢板形缺陷的种类172

5.1.3 用户对带钢平直度的要求173

5.1.4　板形控制方法的历史发展174

5.2　带钢板形控制的基本理论175

5.2.1 板形缺陷的表示方法175

5.2.2 带钢平直条件178

5.2.3　板形的改善方法180

5.2.4 辊系弹性变形理论182

5.2.5 轧辊的压扁变形184

5.2.6 轧辊的热凸度及磨损186

5.3　CVC辊型及轧机变形解析188

5.3.1 CVC辊型理论188

5.3.2　CVC轧机辊系弹性变形模型189

5.3.3　CVC轧机辊系弹性变形解析196

5.4　带钢板形的检测与控制197

5.4.1　板形检测技术197

5.4.2　板形目标曲线的确定202

5.4.3　板形自动控制的实现203

5.5　板形调控机构设定计算206

5.5.1 设定计算的功能与特点206

5.5.3　设定计算方法的分类207

5.5.2　设定计算的控制策略207

5.5.4　设定计算的流程209

5.5.5　轧辊热凸度计算212

5.5.6 轧辊磨损计算213

5.6　板形前馈控制213

5.6.1 板形前馈控制的功能213

5.6.2 热轧的温度和轧制力前馈控制214

5.6.3　冷轧的轧制力前馈控制215

5.7.1 闭环反馈控制的功能216

5.7.2　反馈控制策略216

5.7　板形闭环反馈控制216

5.7.3 反馈控制计算模型217

5.7.4 反馈控制的计算流程224

6　厚板平面形状自动控制226

6.1　厚板轧制的特征226

6.2　厚板平面形状控制的目的和控制方法226

6.3　厚板轧制时平面形状变化量的描述229

6.4　厚板平面形状控制数学模型的建立230

6.4.1 MAS轧制法数学模型的建立231

6.4.2 狗骨轧制法数学模型的建立234

6.4.3　立辊轧边法239

6.4.4 差厚展宽轧制的过程和原理245

6.5.2 液压压下装置的大行程高响应特性247

6.5.3 液压压下装置的高速动作的特性247

6.5.4　初始辊缝设定的高响应和高速度的压下装置247

6.5　平面形状控制中液压压下装置的特性247

6.5.1 电动压下的缺点247

6.5.5 平面形状控制液压压下装置的特性关系248

6.6　厚板轧制过程中的AGC控制系统249

6.6.1 绝对值AGC的应用250

6.6.2 新AGC251

6.6.4 自动弯曲控制（ACC）的控制法253

6.6.5　双AGC253

6.6.3 转向前压下量变更（DAT）控制253

6.7　平面形状控制的计算机控制系统255

6.7.1　MAS轧制法的计算机控制系统255

6.7.2　狗骨轧制法的计算机控制系统256

6.7.3 立辊轧边法的计算机控制系统258

7　连轧时的张力设定计算和张力的自动控制259

7.1　轧制过程中张力的产生及其分析259

7.1.1 张力的产生259

7.1.2 张力的种类和作用261

7.1.3 连轧过程中机架之间张力与其他工艺参数的关系263

7.2　控制张力的基本方法及其原理266

7.2.1 间接法控制张力的基本原理267

7.2.2 直接法控制张力的基本原理270

7.3　热连轧无张力自动控制270

7.3.1 无张力自动控制的概要270

7.3.2 双机连轧时控制张力的方法及其基本原理272

7.3.3 型钢连轧时的微张力控制282

7.3.4　棒材、线材轧制时的无张力控制284

7.3.5　无张力控制展望285

7.4　热连轧精轧机组连轧时的张力自动控制286

7.4.1 精轧机组连轧的基本过程286

7.4.2　机架间活套量的计算及其变化规律289

7.4.3 控制活套所需的力矩292

7.4.4 活套支持器的基本设定294

7.4.5 连轧时活套支持器的自动控制系统297

7.5　冷连轧机架间的张力控制300

7.5.1 张力实际值的检测300

7.5.2 静张力控制301

7.5.3 动张力控制303

7.5.4 第4～5机架间动张力控制（方式C）305

7.6　张力卷取机控制305

7.6.1 张力给定307

7.6.2　硬芯控制307

7.6.3 张力调节（转矩调节）308

7.6.4 加速力矩（Mb）309

7.6.5　弯曲力矩（MBl）311

7.6.7　转矩综合及其输出312

7.6.6　摩擦力矩（Mf）312

8　平整时带钢延伸率自动控制313

8.1　平整延伸率的基本含义313

8.2　平整延伸率自动控制的基本内容314

8.3　延伸率的测量原理及其测量系统315

8.3.1 延伸率的测量原理315

8.3.2　延伸率测量系统316

8.3.3　关系参数（k1）对测量周期和测量精度的影响317

8.4.1 固定速差给定电路318

8.4　通过调节前后S辊的速度实现带钢延伸率自动控制318

8.4.2 延伸率调节电路319

8.5　通过调节带钢张力实现带钢延伸率自动控制320

8.5.1　附加张力系数形成电路321

8.5.2 延伸率相对误差形成电路322

8.5.3 附加张力给定值形成电路322

8.6　通过调节轧制压力实现带钢延伸率自动控制323

8.6.1 轧制压力单独控制方式323

8.6.2 张力加轧制压力方式324

8.6.3 速度加轧制压力控制方式324

8.7　延伸率控制系统在实际中使用状况325

8.7.1 三种延伸率控制方式实际使用状况325

8.7.2 轧机系统对延伸率控制系统的要求326

8.7.3 延伸率数字测量系统与模拟调节系统的匹配326

8.7.4 各种延伸率调节方式运行时各传动的运行状态326

8.7.5　各种延伸率调节方式的极限值和调节范围326

8.7.6 采用激光和脉冲编码器测速进行带钢延伸率测量和控制的预设定系统327

8.8　连续退火机组中平整机延伸率控制系统330

8.8.1 连续退火炉机组中平整机延伸率控制系统基本结构330

8.8.2 连续退火炉机组中平整机延伸率控制程序结构331

8.8.3　连续退火炉机组平整机延伸率控制系统实例333

9　热轧板带钢宽度自动控制334

9.1　概述334

9.1.1 热轧板带钢宽度控制的目的334

9.1.3 宽度控制的功能335

9.1.2　宽度控制的组成335

9.2　带钢轧机的宽度控制336

9.2.1 工艺要求和设备配置336

9.2.2 立辊和水平辊轧制后带钢的平面形状336

9.2.3　板宽缺陷的形式和种类337

9.2.4 板宽控制的数学模型337

9.2.5 板宽控制的静态预设定339

9.2.6　板宽的动态控制340

9.3.1 过程控制计算机的任务343

9.3　板宽控制的过程计算机系统343

9.2.7　板宽控制及其自适应343

9.3.2 轧制策略和道次计划计算的概念345

9.3.3 宽度控制模型的建立347

9.3.4 宽度的自适应及其计算350

9.3.5　宽度控制的实现354

9.4　板宽控制的基础自动化系统356

9.4.1 粗轧基础自动化系统的组成356

9.4.3 粗轧基础自动化系统的控制功能357

9.4.2　粗轧基础自动化系统的控制方式357

10　轧制过程中带钢的温度自动控制360

10.1　轧制过程中温度变化的基本规律360

10.1.1 轧制过程中的辐射传热360

10.1.2 轧制过程中的对流传热361

10.1.3 轧制过程中的传导传热362

10.1.4 轧制过程中的塑性变形热和摩擦热363

10.2　热连轧过程中的温降方程364

10.2.1 带钢在辊道上运送时的温降方程364

10.2.2 高压水除鳞情况下的温降方程365

10.2.3 带钢在低压喷水冷却时的温降方程366

10.2.4 带钢在精轧机组中的温降方程367

10.3　热轧带钢终轧温度控制369

10.3.1 终轧温度控制采用的主要设备370

10.3.2 带钢头部终轧温度控制370

10.3.3 使用温度加速度轧制时的终轧温度控制376

10.3.4 使用功率加速度轧制时的终轧温度控制377

10.4.1 层流冷却设备简况380

10.4　热轧带钢卷取温度控制380

10.3.5 终轧温度控制涉及的软件结构380

10.4.2 卷取温度自动控制系统的设计381

10.4.3　卷取温度控制及策略382

10.4.4 主要数学模型384

10.4.5 控制系统调试及控制效果385

附录　粗轧跟踪修正的各种情况387

主要英文缩写及说明391

参考文献395