轧制过程自动化技术
出版时间:
2009-01
版次:
1
ISBN:
9787122038494
定价:
30.00
装帧:
平装
开本:
其他
纸张:
胶版纸
页数:
192页
正文语种:
简体中文
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《轧制过程自动化技术》适应轧制技术发展的需要，结合作者多年的教学，研究，实践经验，全面介绍了国内外轧钢生产过程自动化的技术内容，主要包括轧制过程计算机配置与应用、轧机调速、厚度控制、张力分析。板形控制、位置控制、温度模型、计算机仿真等方面的系统结构和控制过程。在张力连轧部分，专门介绍了用代数方法直接确定张力大小的稳态张力计算公式。书中力求反映轧制自动化的新技术和新成就，介绍了利用MATLAB/Simulink开发连轧过程模块化动态仿真软件的最新研究成果。
《轧制过程自动化技术》既可供从事有关轧制过程自动化工程的技术人员参考，也可作为高校“材料成型与控制”专业轧制方向的本科生及研究生的教材。
近十年来国内轧钢企业的规模和技术水平提升很快，新上的车间基本上实现了用自动化技术进行轧制生产过程的控制。轧制过程自动化涉及计算机的应用与传感器、控制器、执行器、电力拖动等硬件，也涉及轧制理论、控制理论模型等多学科专业知识。从机械角度来看，所有硬件动作都有惯性，在控制信号执行时产生滞后或超调，而且在重负荷下易于振荡失稳。而计算机则有运算及传递的时间耽搁，这些都使系统控制出现不同的响应过程。
实际上，工艺选择水平高低、设备制造安装好坏、机电设备参数调整好坏、压下规程制定、计算机模型算法、计算机控制结构、通信速度都会影响轧制系统的操作稳定性和产品精度。为用好现代轧制设备，十分需要深入理解与自动化设备相关的计算机控制原理、轧制过程控制与设备特性分析。
为能反映轧制控制领域的基本技术与工作原理，《轧制过程自动化技术》第1章简要介绍了轧制过程自动化的基本知识。第2、3章介绍了现代轧制过程计算机控制系统及轧件跟踪方面的一些内容，以帮助读者了解现代轧钢车间计算机的应用。第4、5章从控制理论及机械设备的动态响应入手，介绍拖动系统时域微分方程的建立与时域输出响应的推导过程，为探讨重负荷下减少振荡干扰提供思路，从而对其他惯性过程分析时有所借鉴。第6章介绍厚度控制系统，对生产常用压力厚度计的复杂闭环控制方案加以总结。第7章首先指出传统张力概念及张力公式的不足，之后介绍笔者从运动力学原理出发，依据设备速度条件，推导出的由轧前工艺参数预测连轧后稳态张力的计算方法。第8章介绍板厚控制原理，对近年实践检验证明比较实用的板形CVC调整算法作了较为详细的介绍。第9、10章为位置控制和轧机传动系统的扭振。第11章专门介绍轧制过程计算机模块化仿真研究进展，强调了仿真平台选择的重要性和目前轧制动态模型存在的缺陷。 第1章绪论1
1.1轧制过程自动化基本知识1
1.2轧制技术的现状1
1.3轧制过程自动化发展3
第2章轧制过程计算机控制系统5
2.1轧制过程计算机控制的发展5
2.2轧制生产自动化的特点7
2.3轧制计算机控制系统的基本结构8
2.4过程控制计算机应具备的功能10
2.5轧制过程控制计算机的基本内容和功能13
2.5.1L1操作计算机控制系统的功能14
2.5.2L2级计算机轧制过程数学模型18
2.5.3L3级生产控制级作业内容19
2.6控制计算机系统的几种算法23
2.6.1过程控制计算机专用控制程序23
2.6.2自学习与自适应算法25
2.6.3动态设定(穿带自适应)模型29
2.6.4神经网络及其应用29
2.6.5模糊控制32
2.7模拟轧钢33
第3章轧件跟踪34
3.1轧制生产线上的数据区及数据流动34
3.1.1原始数据区及其数据的输入34
3.1.2轧件跟踪的方法37
3.2板带钢连轧生产线上轧件的跟踪38
3.2.1跟踪区域的划分和跟踪功能38
3.2.2加热炉入口侧板坯跟踪39
3.2.3加热炉处的板坯跟踪41
3.2.4轧制线上轧件的跟踪43
第4章装置自动控制系统44
4.1自动控制系统的基本组成和控制原理44
4.1.1控制系统的基本形式44
4.1.2闭环控制系统的基本组成和作用47
4.1.3自动控制的传递函数48
4.2自动控制系统的基本要求50
第5章轧机拖动系统的转速控制52
5.1轧机拖动系统动力学基础52
5.1.1轧机拖动系统动力学方程52
5.1.2对主传动电机的要求57
5.2轧机的调速范围58
5.2.1电机调速范围的要求58
5.2.2对静差率及控制系统精度要求58
5.2.3轧制过程对动态品质的要求61
5.2.4主传动速度制度的要求65
5.2.5对其他方面的要求65
5.3带钢连轧机主传动系统调速66
5.3.1连轧机主传动系统的速度特性66
5.3.2VCM系统模拟调速方法66
5.3.3主传动系统速度的数字给定控制器69
第6章厚度自动控制70
6.1板带钢厚度的变化规律70
6.1.1板带钢厚度波动的原因70
6.1.2轧制过程中厚度变化的基本规律71
6.2厚度自动控制的基本形式及其控制原理73
6.2.1用测厚仪的反馈式厚度自动控制系统74
6.2.2厚度计式厚度自动控制系统76
6.2.3前馈式厚度自动控制系统80
6.2.4张力式厚度自动控制系统81
6.2.5可变刚度控制82
6.2.6AGC厚度控制补偿86
6.3带钢热连轧精轧机组的厚度自动控制87
6.3.1精轧机组DDCAGC系统的基本组成87
6.3.2AGC系统的控制框图及其控制运算89
第7章连轧张力和活套控制96
7.1轧制过程中张力的作用及其计算96
7.1.1前后张力和作用96
7.1.2张力的理论计算模型98
7.2活套支撑器101
7.2.1机架间恒张力活套的力矩计算104
7.2.2活套支撑器的使用106
7.2.3连轧时活套支撑器的自动控制系统107
7.3轧机出口到卷曲张力的控制方法110
7.3.1间接法控制张力的基本原理111
7.3.2直接法控制张力的基本原理114
7.4型钢连轧时的微张力自动控制115
7.5热连轧时的无活套轧制117
7.5.1无活套轧制的提出117
7.5.2双机架的微张力控制系统118
7.5.3无活套支撑器的微张力控制118
第8章带钢的板形自动控制120
8.1板形理论120
8.1.1板形的数量表示方法121
8.1.2板形出浪的残余应力条件123
8.1.3影响板、带钢凸度(横向厚差)的因素124
8.2板形控制方式127
8.2.1手工控制板形方式127
8.2.2板形自动控制128
8.2.3CVC轧辊板形预控制132
8.3板、带钢凸度设定计算135
8.4带钢板形自动控制系统137
8.4.1板形自动控制概述137
8.4.2带钢板形自动控制系统实例分析139
第9章位置自动控制（APC）150
9.1位置自动控制系统的基本组成和结构150
9.2位置控制的基本要求和控制的基本原理151
9.2.1位置控制的基本要求151
9.2.2机械装置理想定位过程的理论分析和控制算法151
9.2.3位置控制量的实际计算和控制方式153
9.2.4液压压下装置与液压系统动态特性155
9.3飞剪机可编程序控制器的位置自动控制(PLCAPC)160
9.3.1可编程序控制器的基本含义和组成160
9.3.2飞剪机的PLCAPC的控制原理160
第10章轧机传动系统的扭振166
10.1轧机传动系统的扭振参数166
10.1.1轧机扭振力学参数167
10.1.2轧机传动系统的动力学模型170
10.2轧机扭振系统分析171
10.2.1单辊传动二质量系统的传递函数171
10.2.2无减速机四辊三质量系统的模型分析172
10.2.3有减速机四辊四质量系统的模型框图173
10.3轧机电机传动系统的扭振消除174
10.3.1单输入输出控制系统工程最佳设计174
10.3.2状态观测器的反馈控制175
第11章轧制过程的动态仿真179
11.1轧制过程仿真概述179
11.2轧制过程仿真平台选择181
11.3轧机动特性建模182
11.4轧制过程模块化仿真方法183
11.4.1使用形象模块的轧制仿真184
11.4.2测厚仪反馈式厚度自动控制系统仿真186
11.4.3厚度计式反馈控制系统仿真比较187
11.5连轧系统模块化图形仿真方法190
参考文献192
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内容简介:
《轧制过程自动化技术》适应轧制技术发展的需要，结合作者多年的教学，研究，实践经验，全面介绍了国内外轧钢生产过程自动化的技术内容，主要包括轧制过程计算机配置与应用、轧机调速、厚度控制、张力分析。板形控制、位置控制、温度模型、计算机仿真等方面的系统结构和控制过程。在张力连轧部分，专门介绍了用代数方法直接确定张力大小的稳态张力计算公式。书中力求反映轧制自动化的新技术和新成就，介绍了利用MATLAB/Simulink开发连轧过程模块化动态仿真软件的最新研究成果。
《轧制过程自动化技术》既可供从事有关轧制过程自动化工程的技术人员参考，也可作为高校“材料成型与控制”专业轧制方向的本科生及研究生的教材。
近十年来国内轧钢企业的规模和技术水平提升很快，新上的车间基本上实现了用自动化技术进行轧制生产过程的控制。轧制过程自动化涉及计算机的应用与传感器、控制器、执行器、电力拖动等硬件，也涉及轧制理论、控制理论模型等多学科专业知识。从机械角度来看，所有硬件动作都有惯性，在控制信号执行时产生滞后或超调，而且在重负荷下易于振荡失稳。而计算机则有运算及传递的时间耽搁，这些都使系统控制出现不同的响应过程。
实际上，工艺选择水平高低、设备制造安装好坏、机电设备参数调整好坏、压下规程制定、计算机模型算法、计算机控制结构、通信速度都会影响轧制系统的操作稳定性和产品精度。为用好现代轧制设备，十分需要深入理解与自动化设备相关的计算机控制原理、轧制过程控制与设备特性分析。
为能反映轧制控制领域的基本技术与工作原理，《轧制过程自动化技术》第1章简要介绍了轧制过程自动化的基本知识。第2、3章介绍了现代轧制过程计算机控制系统及轧件跟踪方面的一些内容，以帮助读者了解现代轧钢车间计算机的应用。第4、5章从控制理论及机械设备的动态响应入手，介绍拖动系统时域微分方程的建立与时域输出响应的推导过程，为探讨重负荷下减少振荡干扰提供思路，从而对其他惯性过程分析时有所借鉴。第6章介绍厚度控制系统，对生产常用压力厚度计的复杂闭环控制方案加以总结。第7章首先指出传统张力概念及张力公式的不足，之后介绍笔者从运动力学原理出发，依据设备速度条件，推导出的由轧前工艺参数预测连轧后稳态张力的计算方法。第8章介绍板厚控制原理，对近年实践检验证明比较实用的板形CVC调整算法作了较为详细的介绍。第9、10章为位置控制和轧机传动系统的扭振。第11章专门介绍轧制过程计算机模块化仿真研究进展，强调了仿真平台选择的重要性和目前轧制动态模型存在的缺陷。
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目录:
第1章绪论1
1.1轧制过程自动化基本知识1
1.2轧制技术的现状1
1.3轧制过程自动化发展3
第2章轧制过程计算机控制系统5
2.1轧制过程计算机控制的发展5
2.2轧制生产自动化的特点7
2.3轧制计算机控制系统的基本结构8
2.4过程控制计算机应具备的功能10
2.5轧制过程控制计算机的基本内容和功能13
2.5.1L1操作计算机控制系统的功能14
2.5.2L2级计算机轧制过程数学模型18
2.5.3L3级生产控制级作业内容19
2.6控制计算机系统的几种算法23
2.6.1过程控制计算机专用控制程序23
2.6.2自学习与自适应算法25
2.6.3动态设定(穿带自适应)模型29
2.6.4神经网络及其应用29
2.6.5模糊控制32
2.7模拟轧钢33
第3章轧件跟踪34
3.1轧制生产线上的数据区及数据流动34
3.1.1原始数据区及其数据的输入34
3.1.2轧件跟踪的方法37
3.2板带钢连轧生产线上轧件的跟踪38
3.2.1跟踪区域的划分和跟踪功能38
3.2.2加热炉入口侧板坯跟踪39
3.2.3加热炉处的板坯跟踪41
3.2.4轧制线上轧件的跟踪43
第4章装置自动控制系统44
4.1自动控制系统的基本组成和控制原理44
4.1.1控制系统的基本形式44
4.1.2闭环控制系统的基本组成和作用47
4.1.3自动控制的传递函数48
4.2自动控制系统的基本要求50
第5章轧机拖动系统的转速控制52
5.1轧机拖动系统动力学基础52
5.1.1轧机拖动系统动力学方程52
5.1.2对主传动电机的要求57
5.2轧机的调速范围58
5.2.1电机调速范围的要求58
5.2.2对静差率及控制系统精度要求58
5.2.3轧制过程对动态品质的要求61
5.2.4主传动速度制度的要求65
5.2.5对其他方面的要求65
5.3带钢连轧机主传动系统调速66
5.3.1连轧机主传动系统的速度特性66
5.3.2VCM系统模拟调速方法66
5.3.3主传动系统速度的数字给定控制器69
第6章厚度自动控制70
6.1板带钢厚度的变化规律70
6.1.1板带钢厚度波动的原因70
6.1.2轧制过程中厚度变化的基本规律71
6.2厚度自动控制的基本形式及其控制原理73
6.2.1用测厚仪的反馈式厚度自动控制系统74
6.2.2厚度计式厚度自动控制系统76
6.2.3前馈式厚度自动控制系统80
6.2.4张力式厚度自动控制系统81
6.2.5可变刚度控制82
6.2.6AGC厚度控制补偿86
6.3带钢热连轧精轧机组的厚度自动控制87
6.3.1精轧机组DDCAGC系统的基本组成87
6.3.2AGC系统的控制框图及其控制运算89
第7章连轧张力和活套控制96
7.1轧制过程中张力的作用及其计算96
7.1.1前后张力和作用96
7.1.2张力的理论计算模型98
7.2活套支撑器101
7.2.1机架间恒张力活套的力矩计算104
7.2.2活套支撑器的使用106
7.2.3连轧时活套支撑器的自动控制系统107
7.3轧机出口到卷曲张力的控制方法110
7.3.1间接法控制张力的基本原理111
7.3.2直接法控制张力的基本原理114
7.4型钢连轧时的微张力自动控制115
7.5热连轧时的无活套轧制117
7.5.1无活套轧制的提出117
7.5.2双机架的微张力控制系统118
7.5.3无活套支撑器的微张力控制118
第8章带钢的板形自动控制120
8.1板形理论120
8.1.1板形的数量表示方法121
8.1.2板形出浪的残余应力条件123
8.1.3影响板、带钢凸度(横向厚差)的因素124
8.2板形控制方式127
8.2.1手工控制板形方式127
8.2.2板形自动控制128
8.2.3CVC轧辊板形预控制132
8.3板、带钢凸度设定计算135
8.4带钢板形自动控制系统137
8.4.1板形自动控制概述137
8.4.2带钢板形自动控制系统实例分析139
第9章位置自动控制（APC）150
9.1位置自动控制系统的基本组成和结构150
9.2位置控制的基本要求和控制的基本原理151
9.2.1位置控制的基本要求151
9.2.2机械装置理想定位过程的理论分析和控制算法151
9.2.3位置控制量的实际计算和控制方式153
9.2.4液压压下装置与液压系统动态特性155
9.3飞剪机可编程序控制器的位置自动控制(PLCAPC)160
9.3.1可编程序控制器的基本含义和组成160
9.3.2飞剪机的PLCAPC的控制原理160
第10章轧机传动系统的扭振166
10.1轧机传动系统的扭振参数166
10.1.1轧机扭振力学参数167
10.1.2轧机传动系统的动力学模型170
10.2轧机扭振系统分析171
10.2.1单辊传动二质量系统的传递函数171
10.2.2无减速机四辊三质量系统的模型分析172
10.2.3有减速机四辊四质量系统的模型框图173
10.3轧机电机传动系统的扭振消除174
10.3.1单输入输出控制系统工程最佳设计174
10.3.2状态观测器的反馈控制175
第11章轧制过程的动态仿真179
11.1轧制过程仿真概述179
11.2轧制过程仿真平台选择181
11.3轧机动特性建模182
11.4轧制过程模块化仿真方法183
11.4.1使用形象模块的轧制仿真184
11.4.2测厚仪反馈式厚度自动控制系统仿真186
11.4.3厚度计式反馈控制系统仿真比较187
11.5连轧系统模块化图形仿真方法190
参考文献192
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