《轧钢自动化原理》PPT课件
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轧制理论)轧制原理PPT
数值模拟软件
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
轧钢PPT课件
可编辑
47
5S活动的推行步骤
3 培训与宣传
1．5S运动的目的； 2．整理、整顿、清扫、清洁和教养的正确含义； 3．推进5S运动的方法； 4．把握效果的方法等。
4 执行
树立样板单位的办法 分阶段或分片实施的办法 实5S文明区域责任制的办法
5 监督
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48
开展整理活动技巧
1、对象：主要在于清理现场被占有而无效用的“空间” 2、目的：清除零乱根源，腾出 “空间”，防止材料的误用、误送，
操作在什么时间干？ ④执行考核细则，即每项操作怎么干和
干到什么程度？
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20
岗位操作规范的编制原则
1．科学性 2．系统性 3．实践性 4．先进性 5．动态性
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21
岗位操作规范的编制程序和方法
一般要经过宣传教育、岗位责任分解、工 作研究（包括方法研究和时间研究）、 时间序列分解、编制初稿、试行验证、 确定岗位操作规范等步骤。
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22
现场管理的重点内容及特征
（一）作业调度 （二）能源材料管理 （三）质量安全管理 （四）生产技术管理 （五）经济核算管理 （六）劳资定额管理
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23
强化管理生产现场的基础工作
（一）信息工作
– 1．原始凭证 – 2．台账 – 3．统计分析
（二）规章制度
– 1．责任制度 – 2．技术标准和技术规程
创造一个清晰的工作场所
3、整理主要区域：工作场所 4、实施方法
对工作现场进行全面检查，划分需要与不需要的物品； 决定需要的物品的数量； 处理不需要的物品。
可编辑
49
开展整理活动的要领
⑴、对自己的工作场所(范围)全面检查,包 括看得到和看不到的
轧钢原理-第1章
金属在的受力状态下产生内力后，其形状和尺寸也会
发生变化，这种现象称为变形。
一、弹性变形
当所施加的外力或功不足以克服原子间的作用力时， 仅能使原子离开其平衡位置而处于不稳定状态，即原子间 距有所改变，其表现为物体产生一定变形。但是，一旦外 力撤除，原子仍要回到原来的平衡位置，结果使变形消失。 这就是弹性变形。
T1(----) T4(+++)
塑性加工中常用
拉拔为两向压应力一向拉应力
塑性加工中变形体内的应力图示取决于工件和工具的 形状、接触摩擦和因各种不均匀变形而在工件内引起的自 相平衡的附加应力以及在变形前工件内存在的残余应力等。 这些因素不只是单独起作用，往往是几种共同起作用。
所以在变形体内往往不是单一的一种应力状态图示。应力
图示随变形的进行也常常发生转变。
力学中，规定正应力的符号是拉应力为正，压应力为
负。主应力按其代数值的大小排序，即σ1>σ2>σ3。规定σ1
为最大主应力，σ3是最小主应力，σ2是中间主应力。
应力状态举例（1）
拉伸一个金属棒，在
均匀拉伸变形阶段是单向 拉应力图示，可是在拉伸 到出细颈后，由于力的传 递线（图中虚线）在细颈 处弯曲，而在细颈部分就 变成三向拉应力。
某些后果，常常把塑性加工过程变形的主要方向，即长、
宽、高方向近似认为和主轴方向一致；和长、宽、高垂 直的截面看成是主平面，作用于其上的正应力认为是主
应力。
几种主要塑性加工过程的应力图示：
例
X1(-00)
X2(+00)
挤压、轧制为三向压应力
M1(--0)
M2(-+0)
M3(++0)
拉伸时为三向拉应力
发生变化，这种现象称为变形。
一、弹性变形
当所施加的外力或功不足以克服原子间的作用力时， 仅能使原子离开其平衡位置而处于不稳定状态，即原子间 距有所改变，其表现为物体产生一定变形。但是，一旦外 力撤除，原子仍要回到原来的平衡位置，结果使变形消失。 这就是弹性变形。
T1(----) T4(+++)
塑性加工中常用
拉拔为两向压应力一向拉应力
塑性加工中变形体内的应力图示取决于工件和工具的 形状、接触摩擦和因各种不均匀变形而在工件内引起的自 相平衡的附加应力以及在变形前工件内存在的残余应力等。 这些因素不只是单独起作用，往往是几种共同起作用。
所以在变形体内往往不是单一的一种应力状态图示。应力
图示随变形的进行也常常发生转变。
力学中，规定正应力的符号是拉应力为正，压应力为
负。主应力按其代数值的大小排序，即σ1>σ2>σ3。规定σ1
为最大主应力，σ3是最小主应力，σ2是中间主应力。
应力状态举例（1）
拉伸一个金属棒，在
均匀拉伸变形阶段是单向 拉应力图示，可是在拉伸 到出细颈后，由于力的传 递线（图中虚线）在细颈 处弯曲，而在细颈部分就 变成三向拉应力。
某些后果，常常把塑性加工过程变形的主要方向，即长、
宽、高方向近似认为和主轴方向一致；和长、宽、高垂 直的截面看成是主平面，作用于其上的正应力认为是主
应力。
几种主要塑性加工过程的应力图示：
例
X1(-00)
X2(+00)
挤压、轧制为三向压应力
M1(--0)
M2(-+0)
M3(++0)
拉伸时为三向拉应力
轧钢自动化基础+课件(上传同学)
青铜时代 中国商代以前的青铜器 在商代之前和商代初期， 黄河流域已经出现了一些铜器，
包括红铜、锡青铜和铅青铜。山东胶县出土了龙山文化的极为原始的黄铜锥；河南登封 出土公元前三千纪末期的青铜片。河南偃师二里头文化三期（公元前 17 世纪）已能铸 造锥、锛、铃和铜爵等较复杂的青铜器物。夏家店下层文化也出土了红铜、青铜器和石
第一讲： 自我介绍 姓名：张大志，联系方式 13683088070，机电 816
1．1 课程的性质、任务、目的 1． 课程的性质和目的
公共选修课 同学们知识背景有差别； 同学们专业、年级有差别；
交叉学科 轧钢/自动化，轧钢&自动化； 轧钢自动化基础（自动化在轧钢中的应用）；
5.3 基本控制回路和控制环节 第六章 电液控制技术
6.1 液压系统和电液控制系统介绍 6.2 电液比例控制系统 6.3 电液伺服控制系统 第七章 可编程序控制器 7.1 可编程序控制器的基本结构、工作原理和主要特点 7.2 可编程序控制器的内部等效继电器电路 7.3 可编程序控制器的编程和指令系统 7.4 西门子 PLC（TDC）的主要硬件介绍 7.5 可编程序控制器的应用 第八章 自动控制系统软件实现 8.1 编程系统 Step7 介绍 8.2 人机界面系统 WinCC 介绍 8.3 轧钢自动化软件系统 第九章 传动控制系统（备用） 9.1 变频器介绍 9.2 直流调速系统 9.3 交流调速系统
合金的认识 《考工记》记载了铸造各类青铜器所用合金成分，即“六齐”，这是 世界上已知的最早的关于合金成分规律和配比的经验性科学总结的记载。
《吕氏春秋·别类篇》（公元前 240 年左右）记载：“金（即铜）柔锡柔,合两柔 则刚”，这是世界上较早的有关合金强化的叙述。
《荀子》（公元前 313～前 238 年）中指出铸造青铜时“刑范正，金锡美，工冶巧， 火齐得”，即要求铸范精确,原料纯洁,工艺细致，温度、成分适当，也是较早的有关铸 造工艺的记载。
包括红铜、锡青铜和铅青铜。山东胶县出土了龙山文化的极为原始的黄铜锥；河南登封 出土公元前三千纪末期的青铜片。河南偃师二里头文化三期（公元前 17 世纪）已能铸 造锥、锛、铃和铜爵等较复杂的青铜器物。夏家店下层文化也出土了红铜、青铜器和石
第一讲： 自我介绍 姓名：张大志，联系方式 13683088070，机电 816
1．1 课程的性质、任务、目的 1． 课程的性质和目的
公共选修课 同学们知识背景有差别； 同学们专业、年级有差别；
交叉学科 轧钢/自动化，轧钢&自动化； 轧钢自动化基础（自动化在轧钢中的应用）；
5.3 基本控制回路和控制环节 第六章 电液控制技术
6.1 液压系统和电液控制系统介绍 6.2 电液比例控制系统 6.3 电液伺服控制系统 第七章 可编程序控制器 7.1 可编程序控制器的基本结构、工作原理和主要特点 7.2 可编程序控制器的内部等效继电器电路 7.3 可编程序控制器的编程和指令系统 7.4 西门子 PLC（TDC）的主要硬件介绍 7.5 可编程序控制器的应用 第八章 自动控制系统软件实现 8.1 编程系统 Step7 介绍 8.2 人机界面系统 WinCC 介绍 8.3 轧钢自动化软件系统 第九章 传动控制系统（备用） 9.1 变频器介绍 9.2 直流调速系统 9.3 交流调速系统
合金的认识 《考工记》记载了铸造各类青铜器所用合金成分，即“六齐”，这是 世界上已知的最早的关于合金成分规律和配比的经验性科学总结的记载。
《吕氏春秋·别类篇》（公元前 240 年左右）记载：“金（即铜）柔锡柔,合两柔 则刚”，这是世界上较早的有关合金强化的叙述。
《荀子》（公元前 313～前 238 年）中指出铸造青铜时“刑范正，金锡美，工冶巧， 火齐得”，即要求铸范精确,原料纯洁,工艺细致，温度、成分适当，也是较早的有关铸 造工艺的记载。
(轧制理论)轧制原理PPT
3）轧制过程中发生的基本现象
在生产实践中遇到不同的轧辊组合方式，但实际上金 属承受压下而产生塑性变形是在一对工作轧辊中进行 的。除了一些特殊辊系结构（如行星轧机，Y型轧机） 外，均在一对轧辊间轧制的简单情况。 一般都以二辊作为研究轧制过程的开端。
工 作 支 承 辊 辊 平 整 辊
送 料 辊
图 1 星行轧机
(2)热轧
轧件端部在轧制中温度氧化铁皮对摩擦影响:端部温度温 降快,温度低使摩擦系数增大,其他部分温度较高摩擦系数小. 氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使 摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低. 二者作用的结果使 kx项数值较小
α y =kx*α =(1.5—1.7)α 实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制 原因是氧化铁皮 温度变化所致.
α
ψ
α
1)咬入过程中ψ δ 变化
: : 0(此 时 完 全 被 咬 入 )
k
x
2)稳定轧制条件
实现轧制要求:PX<TX
PX=P sinψ
TX=T cosψ=P fy cosψ (tgβy= fy) 将ψ=αy/kx 代入上式得: fy ≥ tg(αy/kx ) 为稳定轧制条件.(βy= αy/kx )
物理概念
根据物理概念:
摩擦系数可用摩擦角表示.即摩擦角的正切就是摩擦系数f.
f tg
则 tgβ≥tgα β≥α 轧制过程中的咬入条件为摩擦角大于咬入角, Β=α为临界条 件
咬入的几何意义
α
β
β
α ＝β :临界 态
α
β
α
轧制原理第五讲-图文
(1) 前滑 与入口速度 的关系
根据前滑的定义，轧件出口速度为
⑴Leabharlann 若已知前滑值，即可求得 ，由秒体积相等：
⑵
可见出口速度 与入口速度 仅差一个延伸系数。
将⑴式带入⑵式，则入口速度为
⑶
可见若得到前滑 也可求得入口速度 。
基本概念
(2) 与 的关系 将⑶式代入后滑的定义式，则有：
⑷
(3) 、 与μ的关系
基本概念
• 的实测 将轧辊表面刻出两个相距为 （A→B）的小坑，如 图所示
轧件通过后，测出留在其表面上的两个凸痕的间距 ， 即可求
得实测的前滑值，这是因为：
前滑的实测
基本概念
后滑：轧件的入口速度 小于轧辊在入口处线速度的水平分 速度的现象称为后滑。其值的大小可由下式计算：
前后滑 、 与出入口速度 、 及延伸系数μ的关系
度，则 不再↑。 (2) 分析： 轧件宽度较小时，增加宽度其相应的横向阻力增加，所以
宽展减小，相应地延伸增加，所以前滑也增加。当宽度大于一 定值时，达到平面变形条件，轧件宽度对宽展不起作用，故轧 件宽度再增加，宽展为一定值，延伸也为定值，所以前滑值也 不变。
影响前滑的因素分析
摩擦系数的影响 (1) 一般规律：在压下量和其他工艺参数相同的条件下， ↑， ↑。 (2) 分析： 摩擦系数越大，剩余摩擦力越大，则前滑值越大。利用中性
表达式不同，则给出的γ计算式亦不同，例如采利柯夫 式（适
冷热轧薄带），Bland-Ford式（适于冷轧薄板），Sims 式（适于
影响前滑的因素分析
轧辊直径的影响 (1) 一般规律：D↑， ↑，且当D<400mm，D↑， ↑↑；
当D>400mm，D↑， ↑（增大趋缓），如图所示。 (2) 分析：
轧制原理PPT课件
对于消除了铸态组织的已变形金属，塑性加工时金属的密 度变化很小或者不变。
冷加工时，由于加工硬化和微裂纹的产生，金属密度略有 减小，但是各种金属和合金冷加工时密度通常只减小0.1～ 0.2%，当进行中间退火和最终退火时，由于产生再结晶， 密度将增加到接近加工前的数值。
第10页/共210页
1.3 体积不变条件
第20页/共210页
1.7 最小阻力定律
• 如果变形体各质点有向各个方向移动的可能，则变形体 的每个质点将朝阻力最小的方向移动。
中性面
中性角
第21页/共210页
1.8 工具形状对变形的影响
• 由于轧辊呈圆柱状，会造成金属在宽度和长度方向的流 动阻力不同，金属横向流动的阻力是平行于辊面且与流 动方向相反的摩擦力，而纵向流动阻力是摩擦力的水平 分量与正压力水平分量的代数和，根据最小阻力定律， 就会影响宽展与延伸之比。
第11页/共210页
1.4 轧件变形程度
轧件在高度、宽度和长度三个方向的变形分别称为：压 下、宽展和延伸。
• 绝对变形量
h h0 h1
b b1 b0
l l1 l0
第12页/共210页
1.4 轧件变形程度
• 相对变形量
工程应变
真应变
变形系数
rh
h0 h1 h0
100%
h
b1 b1'' a(b1''' b1'' )
根据侧面凸出程度的不同系数a可取1/2～2/3。
第30页/共210页
3. 3 影响宽展的因素
(1) 压下
压下是形成宽展与延伸的原因，压下量增加，高向 压下来的金属体积增加增加，所以宽展增加；同时，随 着压下量增加，变形区长度增加，使纵向塑性流动阻力 增加，根据最小阻力定律，金属沿横向运动的趋势增大， 因而使宽展增加。此时压下率也增加。
冷加工时，由于加工硬化和微裂纹的产生，金属密度略有 减小，但是各种金属和合金冷加工时密度通常只减小0.1～ 0.2%，当进行中间退火和最终退火时，由于产生再结晶， 密度将增加到接近加工前的数值。
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1.3 体积不变条件
第20页/共210页
1.7 最小阻力定律
• 如果变形体各质点有向各个方向移动的可能，则变形体 的每个质点将朝阻力最小的方向移动。
中性面
中性角
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1.8 工具形状对变形的影响
• 由于轧辊呈圆柱状，会造成金属在宽度和长度方向的流 动阻力不同，金属横向流动的阻力是平行于辊面且与流 动方向相反的摩擦力，而纵向流动阻力是摩擦力的水平 分量与正压力水平分量的代数和，根据最小阻力定律， 就会影响宽展与延伸之比。
第11页/共210页
1.4 轧件变形程度
轧件在高度、宽度和长度三个方向的变形分别称为：压 下、宽展和延伸。
• 绝对变形量
h h0 h1
b b1 b0
l l1 l0
第12页/共210页
1.4 轧件变形程度
• 相对变形量
工程应变
真应变
变形系数
rh
h0 h1 h0
100%
h
b1 b1'' a(b1''' b1'' )
根据侧面凸出程度的不同系数a可取1/2～2/3。
第30页/共210页
3. 3 影响宽展的因素
(1) 压下
压下是形成宽展与延伸的原因，压下量增加，高向 压下来的金属体积增加增加，所以宽展增加；同时，随 着压下量增加，变形区长度增加，使纵向塑性流动阻力 增加，根据最小阻力定律，金属沿横向运动的趋势增大， 因而使宽展增加。此时压下率也增加。
轧钢培训动画演示
轧钢生产
1700热轧生产过程
动画 视频
卷取机把钢带成卷
轧钢生产
轧钢生产工艺的基本问题
1.1
轧 钢 的 两 种 类 型
热轧 ：将钢锭(或钢坯)先加热到一定温度，再进
行轧制。 抗力小，容易获得
较大的变形量
金属在高温下变形
冷轧 ：将坯料在常温下进行轧制。
变形量小，但所获得 的制品表面光洁，尺 寸较精确
轧钢生产
轧钢的基本工艺流程
1.2
轧钢生产
轧钢的基本工艺流程
1.2
大型化 高速化 热连轧机轧钢速度最大为每秒23.3米，
பைடு நூலகம்
相当1小时84公里
冷连轧机轧钢速度最大为每秒31米，相 当1小时112公里 连铸机最大拉坯速度为1分钟2米
连续化
自动化
一米七轧机工程投产，改变了我国很
多钢材品种依赖进口的局面。
轧钢生产
1700热轧生产流水线
动画 视频
吊车→加热炉→VSB→R1→R2→R3R4
更高的速度发展。
轧钢生产
武钢一米七轧机工程
具有20世纪70年代国际先进水平的一米七轧机工程
（简称“○七”工程）是早先经毛泽东、周恩来批准引进
建在武钢的。 此项工程于1978年12月基 本建成，开70年代武汉市引进 外资之先河，武钢因此跃升为 当时全国最先进的钢铁企业。
轧钢生产
武钢一米七轧机工程
特 点：
1. 轧钢生产
轧钢生产工艺的基本问题
1.1
轧制 是借助于旋转的轧辊与金属间的接触摩擦，将金
属咬入轧辊缝隙间，同时在轧辊的压力作用下，使金属发生 塑性变形的过程。
动画 视频
轧钢是钢铁联合企业的最
轧制过程自动化-第二章
4 厚度自动控制的原理及基本型
张力AGC在生产中的应用 冷轧生产中：冷连轧机的末机架，为了保证板形，以 及轧制薄而硬的带钢，因轧辊压扁严重等情况，不宜用辊缝 作为调节量，往往是采用张力法来控制厚度。
热轧生产中：热轧厚度控制过程中，张力法往往是与
调压下方法配合使用，当厚度波动较大时，就采用调压下的 方法，而当厚度波动较小时，便可采用张力微调进行厚度控 制。
厚度自动控制
张龙
laxn@
内容提要
2012/10/25
2
内容提要
1
厚度自动控制的工艺基础
2 3
4 5
板带厚度变化的原因和特点 板带厚度控制的方法
厚度自动控制的原理及基本型式 热轧板带钢的厚度控制
2012/10/25
3
1 厚度自动控制的工艺基础
1.1 p-h图的建立
（1）轧制时的弹性曲线 轧出的带材厚度等于理论空载辊缝加弹跳值。 轧出厚度：h=S0 +P/K―――轧机的弹跳方程
偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改
变压下位置、张力或轧制速度，把板带厚度控制在允许偏差 范围之内。
4 厚度自动控制的原理及基本型
干 扰 给定 比较 校正 放大 执行 被控 对象
输出量
环节
环节
环节 反馈
回路
环节
机构 检测
装置
厚度自动控制的原理框图
4 厚度自动控制的原理及基本型
4.2 厚度自动控制系统的组成 （1）检测装置（测厚仪、测压仪、张力计等）：用来检测实 际值并反馈到系统输入端。 （2）控制器（调节器、放大器、校正器等）：根据实测值与 给定值相比较计算被控量，并反馈到系统输出端。
4 厚度自动控制的原理及基本型
热轧过程自动化演示文稿
• 2、采用硬盘镜像RAID1进行备份，其中一硬 盘发生故障时，不会影响在线过程控制，并且 能够在系统运行的状态下更换故障的硬盘（使 用热插拔技术只要简单的打开连接开关或者转 动手柄就可以直接取出硬盘，而系统仍然可以 不间断的正常运行。）
• 3、采用不间断电源UPS
RAID1镜像
• 其技术重点全部放在如何能够在不影响性能的情况下 最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。RAID 1 是所有RAID等级中实现成本最高的一种，尽管如此， 人们还是选择RAID 1来保存那些关键性的重要数据。 RAID 1又被称为磁盘镜像，每一个磁盘都具有一个对 应的镜像盘。对任何一个磁盘的数据写入都会被复制 镜像盘中；系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘 读取数据。显然，磁盘镜像肯定会提高系统成本。因 为我们所能使用的空间只是所有磁盘容量总和的一半。
机种和机型的选择
• 系统配置中，首先要选择的是主机，因 为外部设备、网络通信设备、人机接口 设备都是与主机配套的。
系统配置方面提高系统性能的措施
• 1、设置备用计算机，一台用于在线生产控制； 另一台作为备用机。当在线过程控制机发生故 障时，进行实时切换，由备用机控制生产过程， 采用备用计算机可以提高系统的可靠性，因为 两台计算机同时发生故障的可能性非常底。
L2网络结构
C/S结构
• 什么是C/S结构： • 简单的说c/s代表的是传统意义上的拥有客户端和服务器端的网络
软件或系统，可以用譬如vb或vc等语言开发。而b/s代表的是服务 器端由web服务器发放，客户端由浏览器接收的系统，它的前台 是html语言，由浏览器解释。 • C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。服务器通常采用 高 性 能 的 PC、 工 作 站 或 小 型 机 ， 并 采 用 大 型 数 据 库 系 统 ， 如 Oracle、或 SQL Server。客户端需要安装专用的客户端软件。 • B/Ｓ是Browser/Server的缩写，客户机上只要安装一个浏览器 （Browser），如Internet Explorer，服务器安装Oracle、或 SQL Server等数据库。浏览器通过Ｗeb Server 同数据库进行 数据交互
• 3、采用不间断电源UPS
RAID1镜像
• 其技术重点全部放在如何能够在不影响性能的情况下 最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。RAID 1 是所有RAID等级中实现成本最高的一种，尽管如此， 人们还是选择RAID 1来保存那些关键性的重要数据。 RAID 1又被称为磁盘镜像，每一个磁盘都具有一个对 应的镜像盘。对任何一个磁盘的数据写入都会被复制 镜像盘中；系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘 读取数据。显然，磁盘镜像肯定会提高系统成本。因 为我们所能使用的空间只是所有磁盘容量总和的一半。
机种和机型的选择
• 系统配置中，首先要选择的是主机，因 为外部设备、网络通信设备、人机接口 设备都是与主机配套的。
系统配置方面提高系统性能的措施
• 1、设置备用计算机，一台用于在线生产控制； 另一台作为备用机。当在线过程控制机发生故 障时，进行实时切换，由备用机控制生产过程， 采用备用计算机可以提高系统的可靠性，因为 两台计算机同时发生故障的可能性非常底。
L2网络结构
C/S结构
• 什么是C/S结构： • 简单的说c/s代表的是传统意义上的拥有客户端和服务器端的网络
软件或系统，可以用譬如vb或vc等语言开发。而b/s代表的是服务 器端由web服务器发放，客户端由浏览器接收的系统，它的前台 是html语言，由浏览器解释。 • C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。服务器通常采用 高 性 能 的 PC、 工 作 站 或 小 型 机 ， 并 采 用 大 型 数 据 库 系 统 ， 如 Oracle、或 SQL Server。客户端需要安装专用的客户端软件。 • B/Ｓ是Browser/Server的缩写，客户机上只要安装一个浏览器 （Browser），如Internet Explorer，服务器安装Oracle、或 SQL Server等数据库。浏览器通过Ｗeb Server 同数据库进行 数据交互
轧制生产自动化
在轧制生产中，带钢热连轧机的机械化自动化程度最高，应用计算机最早，也最有效。计算机自动控制。中 国武汉钢铁公司1978年投产的 1700mm带钢热连轧机在500米长的轧制线上实现了全面自动化。用 AGC系统生产 的铝、铜及其合金冷轧带材最小偏差已降到±0.005mm以下，板形平整。
图1带钢热连轧机计算机自动控制系统示意轧机计算机控制主要包括三项功能：①轧机和生产线各参数的自动 设定功能；②各参数的连续自动控制功能；③生产管理功能（图1带钢热连轧机计算机自动控制系统示意）。
现代轧机计算机自动控制系统一般采用多级计算机方式，轧钢自动控制系统与整个冶金工厂或公司自动控制 系统相联，成为一个大的控制系统。这是进一步发展的方向。
谢谢观看
带卷跟踪的主要任务是及时掌握生产线上每一块轧件到达的位置,使计算机内贮存的该轧件的基本数据(如钢 种、尺寸等)与“在线”检测的数据相对应,保证不出错误。还可显示跟踪结果，供操作人员验证。
轧件节奏控制是合理控制加热炉出钢节奏，根据所轧制的规格、各工序机组所需时间及其跟踪功能等进行计 算和控制。在保证前后两块轧件不相撞的条件下尽量缩短间隙时间，以提高生产率。辅助生产线如剪切线、平整 线等也有相应的自动化功能。辅助操作如轧机换辊和换辊后轧制线的调整等也都实现了自动化。
设备特点
①反馈控制。根据直接或间接测厚装置，检测轧件厚度与设定目标厚度的偏差信号，经计算后,发出调整辊缝 的指令,使轧件厚度符合目标厚度（见轧机弹性变形）。②前馈预控。根据进入轧机前的测厚信号（或前一机架的 轧制厚度信号）预设定轧机辊缝,达到自动控制。以反馈控制为主,结合前馈预控。
生产管理功能包括带卷跟踪、轧制节奏控制、生产数据记录和打印各种报表等。此外还与厂级管理计算机相 联，根据订货卡制定作业计划，下达生产任务等。
图1带钢热连轧机计算机自动控制系统示意轧机计算机控制主要包括三项功能：①轧机和生产线各参数的自动 设定功能；②各参数的连续自动控制功能；③生产管理功能（图1带钢热连轧机计算机自动控制系统示意）。
现代轧机计算机自动控制系统一般采用多级计算机方式，轧钢自动控制系统与整个冶金工厂或公司自动控制 系统相联，成为一个大的控制系统。这是进一步发展的方向。
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带卷跟踪的主要任务是及时掌握生产线上每一块轧件到达的位置,使计算机内贮存的该轧件的基本数据(如钢 种、尺寸等)与“在线”检测的数据相对应,保证不出错误。还可显示跟踪结果，供操作人员验证。
轧件节奏控制是合理控制加热炉出钢节奏，根据所轧制的规格、各工序机组所需时间及其跟踪功能等进行计 算和控制。在保证前后两块轧件不相撞的条件下尽量缩短间隙时间，以提高生产率。辅助生产线如剪切线、平整 线等也有相应的自动化功能。辅助操作如轧机换辊和换辊后轧制线的调整等也都实现了自动化。
设备特点
①反馈控制。根据直接或间接测厚装置，检测轧件厚度与设定目标厚度的偏差信号，经计算后,发出调整辊缝 的指令,使轧件厚度符合目标厚度（见轧机弹性变形）。②前馈预控。根据进入轧机前的测厚信号（或前一机架的 轧制厚度信号）预设定轧机辊缝,达到自动控制。以反馈控制为主,结合前馈预控。
生产管理功能包括带卷跟踪、轧制节奏控制、生产数据记录和打印各种报表等。此外还与厂级管理计算机相 联，根据订货卡制定作业计划，下达生产任务等。
轧制过程自动化-第三章
3 热连轧无（微）张力自动控制
2）两种控制方法应用评述
（1）采用重型活套支持器进行控制
⇒ 重型活套支持器结构笨重庞大，机械惯性很大，控制起
来很不灵敏，易出事故，且排除事故较麻烦。
（2）采用无张力控制 ⇒从电气控制系统中采取措施，通过检测轧制压力和轧制 力矩，经计算机进行控制运算，采用电流记忆、力矩记忆 或轧制力矩-轧制压力记忆的方法，来控制直流传动的机 架的速度。应用广泛。
2）各种控制方式的控制特征及其优缺点 （1）电流记忆 概念
通过轧钢电动机M的电流Ia的变化测出张力的大小，从而控制轧制速度的方式。
控制过程
从n机架咬入轧件到n+1机架为止，测定n机架电流并加以记忆，在n+1机架咬 入后，为是n机架电流和记忆值相等，可调整n机架或n+1机架的速度，随着轧件 的通过依次反复这一控制。也有控制信号是沿控制方向相关机架逐次接入的方法。
3.2 无张力自动控制的方式
1）方式——通常有三种
电流记忆方式 （简称为AMTC） 力矩记忆方式 轧制力矩-轧制压力记忆方式（简称为CFTC)
其中，电流记忆方式陈旧，力矩记忆方式经过了改进，而轧 制力矩-轧制压力记忆方式是按轧制力矩与轧制压力之比 几乎恒定的原理建立的，应用最为广泛
3 热连轧无（微）张力自动控制
缺点
• 对小容量、多机架的轧钢机，其设备费高
2012/11/6
27
3 热连轧无（微）张力自动控制
3.3 双机连轧时控制张力的方法
1）宽带钢粗轧连轧时控制张力的方法 双机连轧时的张力控制最具代表性的是热连轧带钢粗 轧机组的倒数第一、二机架。控制张力的方法有： 采用重型活套支持器进行控制
采用无张力控制
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轧钢即是指借助于旋转的轧辊与金属间的接触摩擦， 将金属咬入轧辊缝隙内，同时在轧辊的压力作用下，使金 属发生塑性变形的过程。如图1.1-1所示.
图1.1-1
ppt课件
3
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.1 关于轧钢
图1.1-2 轧钢工作原理ppt课件4一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2关于自动化
1.2.1定义
1.2.4 控制系统的分类
按输入信号变化的规律：恒值系统、随动系统、程序控制系统 按系统是否满足叠加原理：线性系统、非线性系统 按信号传递的形式：连续系统、离散系统 按系统参数是否随时间变化：定常系统、时变系统 按输入输出变量的多少：单变量系统、多变量系统
ppt课件
6
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.3 轧钢自动化
ppt课件
15
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
反馈控制系统的组成、名词术语、定义（有 图）（下16）
ppt课件
16
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
例：电加热炉闭环控制系统
ppt课件
17
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
例： 转台速度闭环控制系统原理方框图
电池 +
速度设定 u r
-u Uc
直流 放大器
转台
速度
直流电机 转速计
8
二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.1.1 带钢热连轧生产工艺概述：
带钢热连轧是一种高产量，高效益的轧钢生产 工艺，包括传统带钢热连轧，博板坯连铸连轧， 新型炉卷轧机，超薄带钢热轧带钢无头轧制技 术。
2.1.2传统带钢热连轧生产线包括：板坯库，加热 炉，粗轧区，中间辊道及飞剪，精轧区热输出
辊道，层流冷却装置，卷取区，运输链和成品
库等。
ppt课件
9
二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
开 始 连 铸 坯加 热 炉除 鳞 箱粗 轧热 卷 箱飞 剪 精 轧 C T C 卷 取 运 输 成 品 结 束
传统带钢热连轧生产线
ppt课件
10
二、轧钢基础知识（以热连轧为例） 2.2带钢热连轧生产过程自动化
带钢热连轧生产过程控制级的是面对全轧线， 并通过数学模型进行各个设备的设定计算， 当然也包括：设定计算服务的跟踪，数据 采集，模型自学习，打印报表，人机界面， 历史数据储存，报警等功能。
ppt课件
5
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2.3 自动控制技术的发展
自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年代，两种典 型的动力技术为风车技术和蒸汽机技术。1935~1950年左右为其经 典控制时期。50年代末进入现代控制时期，随着现代控制理论和电子 计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，自动化控制技术 日渐得到广泛应用，如我国863高技术计划、神舟飞船发射等都与其 有着密切联系。
1.3.1 定义
轧钢自动化即是自动化理论和技术在轧钢生产中的具体应用。它 通过采用反映轧钢过程变化规律的数学模型、自动控制装置、控制器 及其控制程序，使各种过程变量保持在所要求的给定值上，并合理地 协调全部轧钢过程以实现自动化操作的一种先进技术。
实现轧钢自动化的基础：自动化理论和技术、工程控制理论和方 法。条件：工艺数学模型和控制数学模型、先进的控制系统、可靠的 检测仪表和执行机构。
3.3 自动控制系统的控制方式
3.3.1 开环控制
采用开环控制的系统称为开环控制系统。 开环控制是指系统的被控制量（输出量）只受控于控制作用，而对控制作用不
能反施任何影响的控制方式，它需要控制的是被控量，而系统可以调节的只 是给定值，系统的信号由给定值至被控量 单向传递。 开环控制的特点：结构简单、成本低、 稳定性好；对扰动没有抑制能力， 控 制精度低
测量
被控量 H
在上图中，除被控对象外的其余部分统称为控制装置，它必须包含以下三种 职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。 比较元件：将被控量与给定值进行比较。 执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象 参与控制的信号来自给定值、干扰量、被控量。
ppt课件
13
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
轧钢生产自动化原理
MADE BY 杨贤清
ppt课件
1
内容简介
一、轧钢与自动化的背景介绍 二、轧钢基础知识介绍（以热连轧为例） 三、自动控制原理
ppt课件
2
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.1 关于轧钢
从青铜到冶铁再到炼钢，至近现代的金属加工技术， 人类对金属及其合金已经经历了6000年以上的使用和研究。
1.3.2 轧钢自动化的发展
轧钢自动化技术的发展过程就是轧钢产品质量要求不断提高的过程， 分为三个阶段：1）40-50年代，单机自动化阶段；2）60年代，单 机自动化和计算机控制系统共存阶段；3)70-今，DDC阶段。
ppt课件
7
二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.1轧钢生产线及基本工艺流程
ppt课件
炉温控制系统原理方框图
给定炉温T0 定时开关
电阻丝
炉子
实际炉温T
炉温控制系统p原pt课理件方框图
14
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
转台速度开环控制系统
系统结构图:
给定 速度
放大器
转台
直流电动机
实际 转速
3.3.2闭环控制
闭环控制是指系统的被控制量（输出量）与控制作用之间存在着负反 馈的控制方式，又称反馈控制或按偏差控制。采用闭环控制的系统称 为闭环控制系统或反馈控制系统。闭环系统有两种传输通道：前向通 道和反馈通道。
自动化即指机器或装置在无人（直接）干预的情况下按照规定的程序或 指令自动地进行操作或运行。这一概念由美国福特公司的机械工程师D.S.哈 德于1946年最先提出，如今已被看做是人类文明进步和现代化的标志。
1.2.2 自动控制基本理论发展简史
稳定性理论的早期发展 根轨迹法的建立 脉冲控制理论的建立与发展 经典控制理论（或古典控制理论）（19世纪初） 现代控制理论（20世纪60年代） 大系统控制理论 智能控制理论（20世纪70年代）
ppt课件
11
二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.3带钢热连轧生产基础自动化
·轧件运送控制
·自动位置控制
·自动厚度控制
·尾部补偿
·活套控制
·自动宽度控制
·自动板型控制
·终轧温度控制
·卷取温度控制
ppt课件
12
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
自动控制方框图
比较
测量
执行
干扰
被控对象
实测值
给定值H
图1.1-1
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一、轧钢与自动化的背景介绍
1.1 关于轧钢
图1.1-2 轧钢工作原理ppt课件4一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2关于自动化
1.2.1定义
1.2.4 控制系统的分类
按输入信号变化的规律：恒值系统、随动系统、程序控制系统 按系统是否满足叠加原理：线性系统、非线性系统 按信号传递的形式：连续系统、离散系统 按系统参数是否随时间变化：定常系统、时变系统 按输入输出变量的多少：单变量系统、多变量系统
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一、轧钢与自动化的背景介绍
1.3 轧钢自动化
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
反馈控制系统的组成、名词术语、定义（有 图）（下16）
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
例：电加热炉闭环控制系统
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
例： 转台速度闭环控制系统原理方框图
电池 +
速度设定 u r
-u Uc
直流 放大器
转台
速度
直流电机 转速计
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二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.1.1 带钢热连轧生产工艺概述：
带钢热连轧是一种高产量，高效益的轧钢生产 工艺，包括传统带钢热连轧，博板坯连铸连轧， 新型炉卷轧机，超薄带钢热轧带钢无头轧制技 术。
2.1.2传统带钢热连轧生产线包括：板坯库，加热 炉，粗轧区，中间辊道及飞剪，精轧区热输出
辊道，层流冷却装置，卷取区，运输链和成品
库等。
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二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
开 始 连 铸 坯加 热 炉除 鳞 箱粗 轧热 卷 箱飞 剪 精 轧 C T C 卷 取 运 输 成 品 结 束
传统带钢热连轧生产线
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二、轧钢基础知识（以热连轧为例） 2.2带钢热连轧生产过程自动化
带钢热连轧生产过程控制级的是面对全轧线， 并通过数学模型进行各个设备的设定计算， 当然也包括：设定计算服务的跟踪，数据 采集，模型自学习，打印报表，人机界面， 历史数据储存，报警等功能。
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一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2.3 自动控制技术的发展
自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年代，两种典 型的动力技术为风车技术和蒸汽机技术。1935~1950年左右为其经 典控制时期。50年代末进入现代控制时期，随着现代控制理论和电子 计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，自动化控制技术 日渐得到广泛应用，如我国863高技术计划、神舟飞船发射等都与其 有着密切联系。
1.3.1 定义
轧钢自动化即是自动化理论和技术在轧钢生产中的具体应用。它 通过采用反映轧钢过程变化规律的数学模型、自动控制装置、控制器 及其控制程序，使各种过程变量保持在所要求的给定值上，并合理地 协调全部轧钢过程以实现自动化操作的一种先进技术。
实现轧钢自动化的基础：自动化理论和技术、工程控制理论和方 法。条件：工艺数学模型和控制数学模型、先进的控制系统、可靠的 检测仪表和执行机构。
3.3 自动控制系统的控制方式
3.3.1 开环控制
采用开环控制的系统称为开环控制系统。 开环控制是指系统的被控制量（输出量）只受控于控制作用，而对控制作用不
能反施任何影响的控制方式，它需要控制的是被控量，而系统可以调节的只 是给定值，系统的信号由给定值至被控量 单向传递。 开环控制的特点：结构简单、成本低、 稳定性好；对扰动没有抑制能力， 控 制精度低
测量
被控量 H
在上图中，除被控对象外的其余部分统称为控制装置，它必须包含以下三种 职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。 比较元件：将被控量与给定值进行比较。 执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象 参与控制的信号来自给定值、干扰量、被控量。
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
轧钢生产自动化原理
MADE BY 杨贤清
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内容简介
一、轧钢与自动化的背景介绍 二、轧钢基础知识介绍（以热连轧为例） 三、自动控制原理
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一、轧钢与自动化的背景介绍
1.1 关于轧钢
从青铜到冶铁再到炼钢，至近现代的金属加工技术， 人类对金属及其合金已经经历了6000年以上的使用和研究。
1.3.2 轧钢自动化的发展
轧钢自动化技术的发展过程就是轧钢产品质量要求不断提高的过程， 分为三个阶段：1）40-50年代，单机自动化阶段；2）60年代，单 机自动化和计算机控制系统共存阶段；3)70-今，DDC阶段。
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二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.1轧钢生产线及基本工艺流程
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炉温控制系统原理方框图
给定炉温T0 定时开关
电阻丝
炉子
实际炉温T
炉温控制系统p原pt课理件方框图
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
转台速度开环控制系统
系统结构图:
给定 速度
放大器
转台
直流电动机
实际 转速
3.3.2闭环控制
闭环控制是指系统的被控制量（输出量）与控制作用之间存在着负反 馈的控制方式，又称反馈控制或按偏差控制。采用闭环控制的系统称 为闭环控制系统或反馈控制系统。闭环系统有两种传输通道：前向通 道和反馈通道。
自动化即指机器或装置在无人（直接）干预的情况下按照规定的程序或 指令自动地进行操作或运行。这一概念由美国福特公司的机械工程师D.S.哈 德于1946年最先提出，如今已被看做是人类文明进步和现代化的标志。
1.2.2 自动控制基本理论发展简史
稳定性理论的早期发展 根轨迹法的建立 脉冲控制理论的建立与发展 经典控制理论（或古典控制理论）（19世纪初） 现代控制理论（20世纪60年代） 大系统控制理论 智能控制理论（20世纪70年代）
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二、轧钢基础知识（以热连轧为例）
2.3带钢热连轧生产基础自动化
·轧件运送控制
·自动位置控制
·自动厚度控制
·尾部补偿
·活套控制
·自动宽度控制
·自动板型控制
·终轧温度控制
·卷取温度控制
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
自动控制方框图
比较
测量
执行
干扰
被控对象
实测值
给定值H