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第1章 轧制过程自动化概论 1

1.1 轧制生产过程的特点 1

1.2 轧制过程自动化发展 2

第2章 轧制检测技术 3

2.1 轧制力测量 3

2.1.1 传感器测量法 3

2.1.2 数字显示应变仪电路 4

2.2 带钢厚度检测 5

2.2.1 射线测厚仪 5

2.2.2 激光测厚仪 6

2.3 板凸度检测 7

2.4 板平直度检测 8

2.5 板宽度检测 8

2.6 辊缝检测 9

2.7 刚度测量 10

2.8 温度和温度仪表 11

2.8.1 温度仪表的分类与性能 11

2.8.2 热电偶测量原理及分度表 11

2.8.3 常用热电偶与冷端补偿方法 12

2.8.4 温度变送器 13

2.8.5 红外辐射温度计 13

2.8.6 比色温度计 14

2.9 显示与记录仪表 14

2.10 计算机采集控制方法 15

2.10.1 数字／模拟转换 15

2.10.2 模／数转换中数字采集与量化 15

2.10.3 采样保持电路及采集方式 16

2.10.4 计算机的数据采集装置 16

第3章 自动控制系统与调节控制 18

3.1 自动控制系统原理和特性分析 18

3.1.1 自动控制基本原理 18

3.1.2 自动控制系统各环节建模与传递函数 20

3.2 自动控制系统的性能指标 23

3.3 自动控制系统的PID调节原理和调节装置 26

3.3.1 PID控制规律 27

3.3.2 数字调节器的使用 27

3.4 自动控制系统的执行装置 28

3.5 板带连轧系统的闭环系统 29

第4章 轧制过程计算机控制系统 30

4.1 轧制过程计算机控制的发展 30

4.2 控制用计算机系统基本结构 32

4.3 工业控制计算机特点和系统 32

4.4 轧制过程计算机通信 35

4.5 轧制过程计算机运行可靠性 38

4.6 热带轧制车间分散控制系统实例 39

4.7 轧钢计算机控制系统的运行 42

4.7.1 轧件跟踪 42

4.7.2 轧制节奏控制 46

4.7.3 轧制过程的启动与模拟轧钢 47

4.8 精轧操作室及HMI画面 47

4.8.1 主控台画面 48

4.8.2 AGC方式选择界面 49

4.9 PLC可编程控制器与电力整流器件 50

4.9.1 PLC工作原理 50

4.9.2 PLC的应用领域 51

4.9.3 西门子S7-300 PLC 52

4.9.4 电力电子器件 57

第5章 轧制数学模型 59

5.1 轧制数学模型基础 59

5.1.1 数学模型的分类 59

5.1.2 轧制过程数学模型建模基本方法 59

5.1.3 轧制基本模型 60

5.1.4 稳定连轧时流量关系 64

5.1.5 轧机弹跳方程 64

5.1.6 轧制力能计算模型 66

5.1.7 压下规程计算 68

5.2 变形抗力模型 70

5.3 现场轧制力模型应用举例 71

5.4 轧制数学模型的特殊方式 72

5.4.1 自学习与自适应算法 72

5.4.2 模型的自学习算法——指数平滑法 73

5.5 带钢自由跑偏与张力作用模型 75

5.5.1 两侧出口速度不等造成的自由弯曲跑偏 76

5.5.2 张力对轧件横移跑偏的影响 77

5.5.3 张力对轧件弯曲跑偏的影响 77

5.6 宽度自动控制 78

第6章 轧钢机主电机转速控制 80

6.1 电机拖动系统转速与输出力矩 80

6.1.1 直流电机的转速 80

6.1.2 连轧主传动电机的调速要求 81

6.1.3 静差率及控制系统精度要求 82

6.1.4 调速电机动态品质 82

6.2 电机转速动特性分析 83

6.2.1 轧机拖动系统机械动态方程 83

6.2.2 直流电机转速与输出力矩的关系 84

6.2.3 电机系统的动态特性方程 85

6.2.4 电机系统的动态速降 88

第7章 连轧张力和活套控制 91

7.1 轧制过程中张力的建立过程及其计算 91

7.1.1 前后张力和作用 91

7.1.2 张力的理论计算模型 92

7.2 连轧活套与活套支撑器 96

7.2.1 活套支撑器的工作原理 96

7.2.2 活套支撑器的自动控制系统 99

7.3 轧机出口到卷曲张力的控制方法 100

7.4 型钢连轧张力自动控制 100

7.4.1 H型钢轧制的平均出口速度计算 100

7.4.2 型钢连轧过程的电流记忆法 102

第8章 厚度自动控制 104

8.1 板带钢厚度波动的原因 104

8.2 轧制过程中厚度变化的基本规律 105

8.3 厚度自动控制的基本形式及其控制原理 106

8.3.1 测厚仪的反馈式厚度自动控制系统 107

8.3.2 厚度计式厚度自动控制系统（压力AGC） 108

8.3.3 前馈式厚度自动控制系统 113

8.3.4 张力式厚度自动控制系统 114

8.3.5 单机架DDC厚度自动控制系统 116

8.3.6 连续精轧机组DDC-AGC系统的基本组成 116

8.4 现场过程参数补偿和轧机操作 119

8.4.1 厚度控制补偿 119

8.4.2 轧机过程控制操作 120

第9章 带钢板形自动控制 125

9.1 板形理论 125

9.1.1 板形的工程表示方法 125

9.1.2 板形出浪的残余应力条件 127

9.2 板、带钢凸度控制设定计算 128

9.3 板形检测方式 130

9.4 板形控制方式 130

9.4.1 人工板形控制方式 131

9.4.2 板形自动控制系统方式 131

9.4.3 倾斜控制环节 132

9.5 弯辊板形控制方式 133

9.5.1 弯辊板形控制原理 133

9.5.2 弯辊液压控制系统 134

9.5.3 液压弯辊自动控制系统 137

9.6 现代板形控制技术 138

9.6.1 CVC轧机 138

9.6.2 HC带钢轧机及板形自动控制系统 141

9.6.3 PC轧机简介 144

第10章 位置自动控制 145

10.1 位置自动控制系统的基本组成和结构 145

10.1.1 位置控制的基本要求 146

10.1.2 机械装置理想定位过程的理论分析和控制算法 146

10.1.3 位置控制量的计算和控制方式 147

10.2 液压压下装置与液压系统动态特性 149

10.3 飞剪机可编程序控制器的位置自动控制 154

10.3.1 飞剪机剪切工作原理 154

10.3.2 飞剪机的PLC-APC的控制原理 155

第11章 轧后温度控制 159

11.1 终轧温度控制 159

11.2 卷取温度控制 159

11.2.1 卷取温度控制系统构成及控制原理 160

11.2.2 卷取温度控制实例 161

第12章 高速线材计算机控制系统 165

12.1 高速线材生产线简介 165

12.2 高速线材轧机的计算机任务 165

12.3 高线轧机计算机控制系统 167

12.3.1 S7-400 PLC 167

12.3.2 WINCC人机接口计算机操作监控系统 168

12.3.3 ET200分布式输入输出系统 168

12.3.4 全数字直流传动调速控制装置 168

12.3.5 LCI SIMOVERT S精轧机主传动 170

12.4 高线基础自动化系统 170

12.4.1 主设定PLC功能 170

12.4.2 传动控制PLC作用 171

12.4.3 顺序控制（SEQ）PLC作用 171

12.4.4 轧线（MILL）PLC作用 172

12.4.5 液压润滑（MED）系统工程PLC作用 172

12.4.6 吐丝机（PGD）控制PLC作用 172

参考文献 173