第8章轧制过程计算机自动控制系统的应用-93P
热轧过程控制计算机系统
热轧过程控制计算机系统摘要：现阶段过程控制计算机系统已被广泛应用在各领域生产经营建设中，对提高产品生产效率，保障生产综合效益意义重大。
为充分发挥出过程控制计算机系统在热轧环节的应用优势，还需借助明确现阶段热轧设备管控要求，探索出热轧过程控制计算机新路径。
本文就针对此，首先提出过程控制计算机系统发展以及在热轧环节的应用重要性，提出热轧过程中过程控制系统种类，明确热轧过程中控制计算机系统运行要点，以供参考。
关键词：信息时代；热轧；过程控制计算机系统前言：为进一步提高热轧质量，需要分析热轧全过程的应用管控要点，确保热轧设备安装及后续运行工作能够始终处于安全高效的状态。
随社会经济及科学技术发展速度不断加快，热轧系统也逐步趋向于自动化方向发展，对从根本上提高各类资源利用率，保障热轧设备运行期间的安全性与可靠性具有重要意义。
1、概述过程控制计算机系统20世纪50年代末，第1台过程控制计算机被应用在炼油厂内，为炼油厂高效生产目标的实现奠定了坚实技术基础[1]。
随后过程控制计算机也被应用在了钢铁工业，衍生出了带钢热连轧计算机控制系统，取得了显著的技术与经济效益。
现阶段热轧过程计算机控制技术主要就是采用计算机直接数字控制方式，由于热轧环节使用到的连扎设备生产效率高，质量控制难度小，在轧制过程中更易实现自动化与机械化目标，有效推动了联闸自动化发展进程。
依照应用特征、控制目的控制方法，可以将过程计算机控制系统划分为数据收集系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、多级控制系统与分散控制系统多种类型。
数字控制系统中，计算机负责对实际生产期间的各类参数进行巡回、检验、处理，合理控制数据监管期间的给定时间间隔，借助打印的方式向各部门以及工作人员准确传达数据内容[2]；数字控制系统就是在信息处理平台中输入模拟处理量，依据模拟处理量通道、开关量通道，开展全面数据采集工作，计算数据控制规律，实现生产全过程控制目标；监督计算机控制系统采用两级计算机完成直接数字控制功能，下位机需要进行直接数字控制，上位机可以直接反映并计算生产过程中的数据以及数字模型；多级控制就是使用分层控制方法，由最低一层等级逐步发展到最高等级信息控制系统，能够满足规模更大的生产控制要求；分散控制系统是被称之为分布式控制系统，在实际运行过程中具有分散控制、集中管理特征。
板带轧机系统自动控制
第八讲 板形控制
一、板形与横向厚差>>> 二、影响负载辊缝形状的因素 >>> 三、板形控制的工艺理论 >>>
第八讲 板形控制
板带轧机系统自动控制
2
一、板形与横向厚差
1. 横向厚差和板形概念
板带的几何尺寸精度三大质量指标： 纵向厚差、横向厚差(板凸度)和板形(平直度)
纵 向 厚 差 控制：理论简单，技术容易实现。 板形和板凸度控制：理论复杂，技术难以实现。
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（5）轧辊磨损的机理模型； （6）轧件变形、辊系变形、轧辊轧件温度和轧辊磨损迭代求解 的稳定性； （7）平直度判别系数的准确确定； （8）平直度标准曲线的确定方法和完备简便实用的平直度标准 曲线数据库； （9）倾辊、弯辊、横移轧辊和分段冷却等控制手段的综合优化
使用策略。
（10）冷连轧机高速冷轧过程中乳化液的浓度、流量、温度及品 质对摩擦系数的影响。
件变形模型和板形判别模型，确定各道次的板形标准曲线模型参数。
3）根据摩擦磨损原理，提出数学模型的结构，结合工业生产实测数据，应 用自适应和自学习方法，确定轧辊磨损的具体数学模型。
4）在控制策略方面，通过数字仿真和工业生产测试两方面，详细分析各控
制手段对各板形模式的调节作用，寻求各控制手段的最佳配合使用策略。
第八讲 板形控制 板带轧机系统自动控制 27
重点解决的关键问题
1．关于板形离线设定控制的机理模型和数字仿真
（1）各种边界条件热交换系数的确定； （2）变形区变形抗力分布的准确计算； （3）变形区热力耦合迭代求解的稳定性； （4）轧辊之间及轧辊与轧件之间的弹性压扁变形的精确计算；
第八讲 板形控制
浅析适用于轧钢过程的计算机控制系统
科技论坛轧钢技术是工业生产中的重要技术，随着工业的不断发展，轧钢过程也开始趋于自动化，这也对轧钢过程的计算机控制系统提出了更高的要求，轧钢过程的控制周期比较短，由于控制的对象惯性比较小，而且反应比较快，其控制周期一般在２￣２０ｍｓ左右。
带钢热连轧是轧钢的主要类型，其自动化技术对计算的要求有两高的特点，首先，其计算机系统必须具有较高的控制能力，其次，其计算机系统必须具有高速通信的能力，我国由于研究技术有限，不具备提供这种系统的条件，为了提高轧钢技术，相关人员必须向国外取经，研究出适用于我国轧钢过程的计算机控制系统。
１区域控制器群结构分布式计算机控制系统区域控制器群结构分布式的计算机控制系统具有很大的特点，其在特定的区域内将高速网转变为在生产区的控制器，并将其连接起来构成一个群组。
这些群每个都是由两层构成的，这两层分别是区域主管层以及机架控制器层。
运用这种系统控制轧钢过程，需要利用以太网，因为区域控制器群结构会减少主网中的网站数量，而区域主管的工作任务又大大增加了，采用以太网后会降低其碰撞的概率，还会提高计算机系统的通信的能力。
以太网的优点很多，不但通信能力快，而且更加经济，而且适用的范围比较广。
为了使轧钢过程更好的适应硬件结构，必须在系统中相应的改动软件结构，在对系统运行过程进行跟踪时，要以基础自动化为主，也就是是系统的一级完成跟踪的任务，并对其进行校正，跟踪结果的数据传送要实现自动化；对数据的处理一般是由一级区域的主管负责，其主要操作是传送；对数据设定值的任务是由二级负责管理的，设定后再传送到下一级；操作人员与计算机的界面站主要以一级的ＨＭ１为主，对ＨＭ１服务器的数据交换主要是区域主管负责，由其直接传送到Ｌ１的机架控制器中。
区域控制器群结构分布式计算机控制系统如图１所示。
图１区域控制群结构在该系统中，区域主管的作用非常重要，而且对系统的稳定运行发挥着重要的功能，首先，区域主管需要负责轧件的运送，这一过程不但包括对其运送过程的跟踪、检测，还包括对辊道的控制。
8 热连轧带钢生产计算机控制
一、填空题1、8.1轧线自动化控制系统通常有三种工作方式，即自动方式、半自动方式和手动方式。
2、8.1自动和半自动方式的区别在于各个基础自动化控制系统是接收过程机设定的数据还是接收来自操作室HMI设定的数据，前者称为自动方式，后者称为半自动方式。
3、8.1对于现代热连轧带钢生产线，通常在自动或半自动工作方式下进行正常生产，手动方式一般用于设备的检验、维护。
4、8.2对粗轧机组设定计算有两次，时间分别是从加热炉抽钢时和板坯到达粗轧机入口时，第二次比第一次精确。
5、8.2热带3/4连续式R3与R4轧机之间的带钢采用无张力控制。
6、8.2为了避免切下的头部和尾部搭在带坯上，切头时飞剪的速度要稍高于带坯的速度，切尾时飞剪的速度应比带坯的速度稍低一些。
7、8.2计算机对飞剪的控制包括剪切方式、剪切长度选择及启动飞剪剪切。
8、8.2热带钢生产时飞剪剪切方式有3种：切头、切尾和二分割Half。
9、8.3控制系统分类的方法很多，按照变量的控制和信息传递方式不同，可以分为：开式控制、闭式控制、半闭式控制、复式控制。
10、8.4轧钢生产过程中数学模型按用途的不同，分为工艺类数学模型和控制类数学模型。
11、8.4影响模型精度的主要因素有：数学模型带来的误差、量测误差和系统特性的变化。
12、8.4指数平滑递推公式进行学习的公式表达式为：BN+1=BN+a(BN*-BN)二、判断题1、8.1轧件跟踪在基础自动化、过程自动化及生产控制级中分别进行。
（√）2、8.1轧件跟踪是基础自动化的功能，只在一级中进行。
（╳）3、8.1轧件跟踪在基础自动化、过程自动化、生产控制级、生产管理级中分别进行。
（╳）4、8.1当轧件在辊道上的实际位置与计算机所跟踪的位置不一致时，操作人员通过人机界面，通知跟踪修正功能修改轧件在计算机上的跟踪信息，使之与实际位置一致。
（√）5、8.1过程自动化设定模型的主要任务是对各执行机构的位置、速度进行设定以保证带钢头部的厚度、温度、板形质量，而质量控制功能则用于保证带钢全长的厚度、温度、板形等精度。
轧制过程自动控制系统
任何动作过程都是一种控制过程。
最简单的生产控制环节是由生产过程和人组成的。
现以轧机压下位置的控制为例进行说明。
依据预期的出口厚度，由人调节压下螺丝将轧辊辊缝移动到比预期的出口厚度小的某一位置后，轧辊轧出来的轧件就接近预期的出口厚度。
这里给定的压下位置代表控制量，轧后轧件的厚度代表输出量或称为被控量，经过轧辊的加工作用，轧件厚度变薄，也就是说一定的压下位置就对应着一定的轧出厚度。
但在辊缝不变的条件下，如果来料厚度不均、材质不均或轧制状态发生变化，也会使轧机（轧辊挠曲、立柱等受力部件）弹性变形不同，引起辊缝发生变化，因而轧出的轧件厚度也就发生变化。
在这一轧制过程中，输出量对轧制量没有赋予任何控制影响作用。
这种输出量不会返回影响过程的控制系统称为开环控制系统。
如果在轧机出口安装有测厚仪，当外界干扰引起被控量发生变化时，人根据观察到的实测厚度，与目标值比较，发现已偏离了所要求的目标厚度，就通过压下螺丝去改变控制压下位置，使得轧出的厚度回到所要达到的目标厚度，几次调节把它控制在允许的厚度偏差范围之内。
这一过程，人在轧制过程中起到了比较、判断和操作的作用。
由此可知，人工操作过程实质上是通过测厚仪发现差异，由人来纠正差异的过程。
这里人的眼睛、大脑、手、轧机和测厚仪等便组成了一个人机闭环控制系统。
将输出量反馈回来影响输入量的控制系统称为闭环控制系统，或称为反馈控制系统。
如果是用运算控制器代替人自动完成偏差信号调节和控制信号输出，再由电动执行器完成具体调节任务，就成为自动控制系统。
控制系统分类的方法很多，按照变量的控制和信息传递方式不同，可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统等。
控制系统一般用框图及信号流线表示，这样控制系统的分析可以从任何具体控制装置中抽象出来。
将控制系统的各环节的相互联系和流程用动态结构框图表示，便于比较分析，也便于对系统进行实验模拟。
返回实际问题时，只要将各框图内数学模型建立准确，即可仿真某种输入条件下的输出结果。
PLC计算机控制系统在冷轧带钢生产线应用
PLC计算机控制系统在冷轧带钢生产线应用摘要：社会发展迅速，轧钢是生产和生活中最常见的一种钢材，其需求量极大，但冷轧钢带的生产线常常因为控制问题造成生产停滞，给企业带来了很大的不便，为了更好的控制冷轧钢带生产中各个部分的协调控制，引入了西门子的PLC控制系统，通过PLC与计算机的控制，生产线可以实现自动控制，极大的减轻了工人的劳动强度，保证钢带的质量、产量、成材率，取得了较好的经济效益。
文章根据生产实践经验，对PLC系统在钢带生产线上的应用、故障诊断、系统控制以及要注意的问题等方面进行了具体的探讨，为PLC系统在冷轧钢带生产线上的使用提供了指导，同时为PLC系统在冶金领域的推广应用提供了有效的支撑。
关键词：PLC计算机控制系统；冷轧带钢生产线；应用引言冷轧项目引进全套自动化生产线。
主要机组包括：酸轧联合机组、电解脱脂机组、罩式退火炉机组、电镀锡机组、拉矫重卷机组、包装机组、磨辊间设施、酸再生机组废酸等处理及相关配套公辅设施。
全线自动化系统控制器DCS、TDC采用西门子公司产品，其系统稳定、高效、自动化程度高，人机界面友好、产品成材率高。
1冷轧机电气控制系统构成及其自动化控制系统设计需求为有效提升系统自动化程度，根据冷轧生产的复杂程度与设备并行的工作特点，冷轧机控制系统使用分布式计算机控制。
在这之中，自动化控制系统是电气控制系统执行环节，决定了板材质量，是轧机引发振动的原因，因此对控制系统的探索与分析是极其重要的。
自动化控制系统包含了张力与板形自动控制系统、厚度与速度自动控制系统在这里面，速度自动控制这一系统是基础的控制模块，计算机网络通信等技术在该系统中运用，可以提高生产过程的稳定性，降低废轧率。
而张力自动控制系统可以维持板材张力恒定，是确保轧机组平衡的保障。
板形自动控制系统是当前板带轧机达到高精度控制的主要影响因素。
厚度控制系统是基本自动化控制系统最关键的一个部分，经过维持带钢纵向厚度均衡性严格把控尺寸。
计算机自动控制在钢铁行业的应用
计算机自动控制在钢铁行业的应用钢铁行业，具有规模大、覆盖面广、流程复杂等特点，对计算机自动控制技术的需求尤为强烈。
钢铁工业计算机自动控制可以获得巨大的经济效益，是钢铁工业现代化的标志，已经成为了钢铁业发展的重要技术支柱。
钢铁行业计算机自动控制一、加强对计算机自动控制系统的认识1、什么是计算机自动控制系统？计算机自动控制系统是将自动控制技术与计算机技术有机的结合后发展而成的。
传统的控制理论面对较为繁杂的控制系统和计算步骤而出现无法解决的情况，存在着一定的局限性，也无法达到控制系统所需的运行要求。
随着控制理论的不断发展，在设计、分析以及综合方面，自动控制的理论基础都在不断完善，而在计算机技术的辅助下发展更为快速，两者的高效结合更是出现了一个高效的平台，加速了该系统的发展速度。
2、计算机控制系统的组成和特点在该系统中，被控对象与计算机之间的数据传输与交换是通过过程输入/输出通道完成，输入通道是将被控参数转变为数字代码，输出通道则相反，将计算机的相关数据和控制命令转变为控制信号对被控对象进行控制。
过程输入/输出通道包含有模拟量的输入输出和开关量的输入输出。
外界信息与计算机之间的交流是通过外部设备实现，操作台则是实现人机对话的设备。
软件主要是为实现计算机控制系统的各种功能。
相对于连续控制系统，计算机控制系统混合有数字信号和模拟信号，这样的方式更方便实现复杂控制。
在连续控制系统时，修改控制规律必须进行模拟电路的修改，对结构改变较大，而计算机控制则只需要对相关程序进行修改。
计算机控制系统不再是连续控制而是离散控制，一个数字控制器就能实现分时控制而进行多个控制。
计算机控制系统能更为有效的实现一体化管理。
3、计算机控制系统的应用类型分类计算机控制系统主要分为数据采集系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级控制系统DES和现场总线控制系统FCS。
在数据采集系统中，计算机负责采集和处理数据，而直接控制。
其作用主要是在生产过程中检测、记录和处理各个工艺变量，超出情况报警提示，对于此类变量还可实现实时分析和累计分析，分析出趋势来给予操作者参考。
过程控制计算机系统在热轧中的应用
０ 引言
热 连 轧 技 术 至 今 已有 ８ ０多年 的 发展 历 史 ，据 统 计 ， 目 前世 界上火 于 １０ ｍｍ 的热轧生产线超过 ３ ０多套 。 ００ ０ 在冶金 生产 中，热轧是 自动化程度 高、 各种高新技术应用最为广泛 的领 域 。其 生产 具有 高温 、高速 等 特 点 。因此 ，对 于 其 控 制 系 统 功 能稳 定性 及 响应 有 很 高 的要 求 。 宝钢 １ ８ 轧 于 ２ ０ 建 成 投 产 ，其 设 计年 产 量 ３ ０ ０热 ８ ０ ７年 ７ 万 吨 ，主 要 品 种 为 硅钢 、汽 车 板及 高 强钢 等 优 质 高 附加 值 产 品 。其 过程 控 制 计 算 机 ，系 统 由宝 钢 自主 开 发 和 集 成 。 本 文 以 １８ ８０热 轧 过 程 控 制 计 算机 系 统 为例 ，对 过 程 控 制计算机系统的功能、结构组成 以及应用情况进行了分析。
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｉ ｅａ ｌ ｇ ｃ ｌｐｒ ｄｕ ｔｏｎ ｎ ｍ ｔｌｕｒ ｉ ａ ｏ ｃ ｉ ，ｈｏ ｏ ｌ ｓｔ ｅ ｆｅｄ ｗｉｈ ｈｉ ｇ ｅ ｕｔ ａｉ ｎ ａ ｅ ｍ ｏｓ ｄ ｌ ｓ ｄ ｈｉｈ—ｅ ｈ ｔｒ ｌｉ ｉ ｈ ｌ ｔ ｇｈ ｄｅ ｒ ｅ ｏｆａ ｏｍ ｔｏ ｎｄ ｔ ｎｇ ｉ ｈ ｔｗｉ ｅｙ ｕ ｅ ｇ ｔｃ ａ ｐｌｃ ｔｏｎ ． ｒｔ ｅａ ｌｃ ｔｏ ｆｃ ｍ ｐ ｐ ｉａ ｉ ｓ Ｆｏ ｐｐ ｉａｉ ｎｓｏ ｏ ｕ￣ｒｓ ｔ ｈ ｙｓｅｍ ｏ ｒ ｃ ｓｃ ｎｔｏ ｎ ｔ ｅｈ ・ｏｌｅ ，ｔ ｅｐａ ｒｍ ａ ｓａ ｄ ｔｉｅ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅ ｆ ｒｐ ｏ ｅｓ ｏ ｒ ｌｉ ｏｔｒ ｌ ｄ ｈ ｐｅ ｋｅ ｅａ ｌｄ ａ ａ ｙｓｓｆ ｒｔ ｈ ｈ ｄｅ ｅ ｏ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｔａ ｄ ａ ｌｃ ｔｏｎ ｆｔ ｒ ｅ ｓｃ ｔｏｌｓ ｔ ｍ ， ｈｅｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｒ ｅｓ ｎ ｏｓｅ ｌｈｏ ｏｌ ｎ ｍ ｉｌ ａ ｈ ｏ ｐｏ ｎ ｎ ｐｐ ｉａ ｉ ｓｏ ｐ ｏｃ ｓ ｏｎｒ ｙｓｅ ｂｙ ｔ ｖ ｌ ｐ ｎｔｐ ｏｃ ｓｉ Ｂａ ｔｅ ｔｒ ｌ ｇ ｌ， ｎｄｔ ｅ ｃ ｍ ｈｅ ｉ —
浅谈《轧制过程计算机控制》实践教学
浅谈《轧制过程计算机控制》实践教学随着科技的进步，计算机的普及，信息技术在各行各业都有着深刻的影响[1]，目前，几乎所有的轧制生产方式都实现了计算机控制，而且，发展前景十分广阔[2]。
作为材料成型及控制工程专业的一门专业方向限选课—轧制过程计算机控制，本課程的任务是使学生掌握轧制过程计算机控制系统的基础理论和从工艺的角度出发，运用计算机知识的基本方法，解决轧制生产中的实际问题，以适应目前轧钢自动化的现状和发展。
因而，实践环节（即如何运用计算机控制理论解决轧制工程中的实际问题）是其教学的重要环节，其设置是否合理，对整个教学过程起着至关重要的作用。
1 在教学中存在的几个问题1.1 教学对象轧制过程计算机控制是一门逻辑性和实践性都很强的课程。
其实践教学要求学生通过大量的上机练习来实现，这就要求学习者有较强的动手能力，而本课程的开课对象是非电非计算机专业的学生，大多都没有编程基础，也不具备较强的计算机操作能力，因而尽管花费了很多功夫，但却达不到良好的学习效果，给教学带来了一定的难度。
1.2 传统的教学模式目前，本课程理论32学时，教学方式以教师单向灌输的方式为主，按照教材的编排章节循序渐进，在本课程理论学习结束之后，有一周的上机实践。
很明显，课时设置理论课多于上机实践，对实践教学环节重视不够，无法提高学生计算机的应用能力。
在这种教学模式下，教学矛盾突显得极为突出，学生抱怨课程内容枯燥乏味，晦涩难懂，学生计算机基础差，实际编程更难，难以达到教学要求。
2 强化实践教学的重要性枯燥无味的理论教学给学生留下的多数是抽象的概念、似懂非懂的原理，这些理论很难用文字描述清楚，即使是采用多媒体教学，在课堂上播放形象生动的演示文稿，在VB、VC、C或C++等软件环境里对所要解决的问题进行现场操作演示，但学生当下没有可用的计算机，无法立即实践，课堂上重点难点没能及时掌握，久而久之，原有的兴趣会渐渐淡化甚至消失，自然教学效果就会大打折扣，使得运用理论课上的所学去指导实践成为空谈。
轧制生产自动化
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。
第8章_轧制过程计算机自动控制系统的应用-93P
不论轧件在生产线上是正向还是反向输送，只要轧
件的头部(即位于下游侧的那一端)位于某跟踪区内，或
轧件的头部巳离开此跟踪区，但轧件的其它部分仍在跟 踪区内，则认为该跟踪区有轧件。
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轧制过程的计算机控制系统
图8－2 跟踪区示意图
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三、热连轧轧制线上的轧件跟踪
轧制过程的计算机控制系统
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精轧机组设定
(1)轧机辊缝值； (2)轧机转速值； (3)轧机及飞剪侧导板开口度； (4)入口端辊道滞后率； (5)加速度及最大轧制速度； (6)除鳞及喷水冷却方式等。
轧制过程的计算机控制系统
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一、人工操作方法和存在的问题
轧制过程的计算机控制系统
(1)由于不能正确估计各架轧制力和弹跳值，凭经验得到的辊缝值 很难得到预期的轧出厚度。
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轧制过程的计算机控制系统
(7) 已知第i机架的T，ue，e,即可用变形阻力公式算出基准钢的σ(K) 值以及本钢种的钢种系数。 (8) 用应力状态公式计算Qp。QP公式中lC’/hC参数需要首先算出考虑 压扁后的lC’，而lC’又需先知道QP值。这就造成了QP和lC’互相依
赖的关系。实际计算时，一般lC’初始值采用lC，然后计算得到QP
(2) 根据最大生产率和对带钢终轧温度的要求，并且考虑带钢穿带 咬入的稳定性，确定精轧机组未机架穿带速度。
(3) 计算各机架轧制温度。 (4) 根据流量方程，由负荷分配得到各机架厚度确定各机架速度。 (5) 计算轧制力和轧机的弹跳值，决定空载辊缝设定值—轧制力模 型和弹跳模型 (6) 确定其他操作变量(弯辊力、侧导板开口度、活套高度、单位张 力值等)
轧制过程及其装置控制系统课件
过程控制系统级(PCC) ：4台过程机的 安排为：加热炉过程机(FCS)；粗轧过 程机（RMC)；精轧过程机（FMC)和 备用机（STC)。各自完成控制区域的 控制内容。
到稳态时，输出量与给定量之间的偏 差，是系统的误差问题 。
归纳：对闭环控制系统的基本要求： (1)系统稳定，这是必须满足的基本条 件；(2)过渡过程时间不能过长，要在 工艺允许范围内；(3)超调量不能过大， 要在生产工艺允许范围内；（4)稳态 精度要满足工艺要求。
2.2 计算机控制系统的基本类型和应具
四、自动控制系统的基本要求
1. 问题的提出：在任何控制系统中，总有一定 的贮能元件：如质量（转动惯量）、电容、 电感、弹性变形或类似于这类性能的部件， 因而存在一个“惯性”问题，即保持原来运 动状态的特性。系统在调整过程中，也就是 整时间，这一调整时间及其过程称为 过渡过程时间 ，它是动态的，而平衡状态则 是稳态的（静态）。为保证系统的正常工作 而对系统提出基本要求。
生产控制系统级（FLS）：3台计算机 构成
功能有：①轧制线生产控制用计算机完成
从板坯库到轧制线的管理和生产控制，包 括板坯管理，磨辊车间管理，整个轧制线 （包括粗轧段与精轧段）的物流、信息流 控制、DDQ库管理等。 ②精整线生产控制 计算机负责精整线生产管理及成品发货管 理，管理对象是三条横切线、一条纵切线、 一条平整线、两个发货口、钢卷库、成品 库、铁路库中钢卷和捆包等。③备用机除 备用外，在平时用作功能开发和程序修改。
按计算机的设定值调整控制器的设定 值
强大的、精确的计算能力
5. 多级控制系统——管理信息系统
（1）系统的引出：随着生产规模的不断 扩大，信息来源的日益丰富，对计划 管理和信息收集的及时性要求越来越 高，这就要求管理层计算机系统能直 接指挥过程计算机，过程计算机也能 直接向管理计算机进行汇报，而形成 上、下位机的模式，从而构成了多级 计算机控制体系。多级计算机控制由
计算机在轧钢生产管理中的应用
计算机在轧钢生产管理中的应用1、信息：人们进行各种活动所需要的知识，是现实世界各种状态的反应。
2、三级模式结构：模式：模式亦称逻辑模式或概念模式，是数据库中全部数据的逻辑表示或描述。
内模式：外模式亦称子模式或用户模式，它是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)能够看到和使用的局部逻辑结构和特征的描述，是个别用户的数据视图，是与其应用有关的数据的逻辑表示。
外模式：它是全体数据库数据的内部表示或者底层描述，用来定义数据的存储方式和物理结构。
3、两级映像：一一对应关系外模式/模式映像：定义该外模式和模式之间的对应关系模式/内模式映：定义数据的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系4、数据：描述信息的符号，数据是信息的载体。
5、数据处理：是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和6、数据处理核心环节：数据的收集、组织、存储、传播、检索、分类等活动是基本环节，这些基本环节统称为数据管理或信息管理。
7、数据管理技术的发展：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
8、在人工管理阶段，数据管理的特点是：(1)数据不保存在机器中(2)没有软件系统对数据进行管理。
(3)只有程序的概念，没有文件的概念，数据的组织方式必须由程序员自行设计。
(4)数据是面向应用的。
9、文件系统阶段，在这一阶段数据管理有以下几个特点：(1)数据可以长期保存在外存储设备上。
(2)数据的逻辑结构与物理结构有了区别。
(3)文件组织呈现多样化。
(4)数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用。
10、第一代数据库系统：层次、网状第二代数据库系统：关系第三代面向对象数据库及对象关系数据库系统11、数据描述的三个领域：现实世界、信息世界、机器世界12、三个领域之间术语的对应关系现实世界信息世界机器世界特征属性数据项客观事物实体记录总体实体集文件标识特征实体标识符关键字13、数据模型的三要素：数据结构、数据操作完整性约束14、信息世界涉及的主要概念：1. 实体2. 属性3. 码4. 域 5. 实体型6. 实体集7. 关联15、实体关系模型(E-R模型)学生学号姓名年龄性别所在系专业16、实体关系模型(E-R模型)学生与课程关系的E-R图学生模式学号，姓名，性别，年龄，所在系，专业课程模式（课程号，课程名，学时数）选课模式（学号，课程号，成绩）学生与课程的关系模型示例17、结构数据模型分四种：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型18、两级数据独立性：物理独立性：通过外模式/模式的映像可以使外模式不变，因而应用程序可以保持不变，称数据库达到了物理数据独立性。
冷轧计算机控制系统
δH
g
2
3
P
P
α
β
H2> H1 h2 > h1 Q3 >Q2
1
利用前后张力来改变轧件塑性曲线斜率 厚控
（1）控制方法
实测h*
δh
据厚差值调节轧机速度
调活套机构给定转矩
由弹跳方程增量形式：
压力方程增量形式:
当 时：
*
（2）特点讨论 控制中可使P保持不变； 惯性小、反映快、稳定、精度高 ； 控制效果受限制；
2.3.1.3 前馈式－－主要用于H↕时的控制
*
0 S2 S1 h1 h2 H1 H2 h(H)
δS
δh
δH
a
b
c
d
g
1
2
P1
P2
P
α
β
H2> H1 h2 > h1 S2 < S1
由几何关系：
例－－当H↑→h↑ 控制措施－－可↓S
几个厚控方程：
*
2.4 秒流量AGC（或物流AGC、质量流AGC）
秒流量液压AGC的关键是精确测量辊缝中的带钥厚度。该方法是将进入辊缝的带钢通过安装在轧机入口的数字式光电码盘分成等长度的区段(50～80mm)，然后通过入口测厚仪和安装在出口的数字式光电码盘分别测出每段的轧前厚度和轧后长度。根据金属秒流量相等的原理，就可以计算出每段的实际轧出厚度。
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0 S0 h2 h1 H h(H)
h2<h1
2
q 2>q 1
P
P1
P2
带张力时的轧制力 入口、出口张力因子 m1取0.5～0.667、m2取0.335～0.5）
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精轧机组设定
(1)轧机辊缝值； (2)轧机转速值； (3)轧机及飞剪侧导板开口度； (4)入口端辊道滞后率； (5)加速度及最大轧制速度； (6)除鳞及喷水冷却方式等。
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一、人工操作方法和存在的问题
(1)由于不能正确估计各架轧制力和弹跳值，凭经验得到的辊缝值 很难得到预期的轧出厚度。
包括设定计算数据、实际测量数据、生产统计数据。
粗轧PDA ，精轧PDA，粗精轧共同数据
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(四) 运输链数据区
运输链数据区CVDA(Con Veyer Data Area)用来
存贮已经在运输链上的钢卷数据。其中包括从精
轧PDA中传下来的数据、钢卷质量分类结果数据
、钢卷在运输链上的称重值和对钢卷的各种质量 检查结果。
第八章 轧制过程计算机自动控制系统的应用
基本要求：了解热连轧轧制过程的自动跟踪，轧制过程的 自动设定，轧制过程的自动位置控制和自动厚 度控制。 重点与难点：热连轧精轧机组的设定内容、设定方法及原
理图
8 轧制过程计算机控制系统设计
8.1 轧制过程的自动跟踪 8.2 轧制过程的自动设定 8.3 轧制过程的自动位置控制 8.4 轧制过程的自动厚度控制
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二、轧件跟踪的目的和方法
(一) 跟踪的目的 使计算机随时了解轧件在轮制生产线上的实际位置及 其控制状况．以便计算机能在规定的时间内启动各 有关功能程序，对指定的轧件准确地进行各种控制
、数据采样、操作指导等，从而防止事故的产生。
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(二) 跟踪的方法
生产过程没有计算机控制的条件下，一般是采用接近开 关、接触链、接触器、变压继电器和光电继电器等，作 为轧件位置的检测装置来完成轧件沿轧制线的跟踪。 生产过程有计算机控制的条件下，硬件方面在生产流程 线上设置高精度、高灵敏度的检测器，并通过 跟踪程 序实现。
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§8.1 轧制过程的自动跟踪
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3Leabharlann 一、轧制生产线上的数据区及数据流动
(一) 原始数据区
原始数据区IDA(Initial Data Area)存贮板坯和轧制
计划的原始数据。包括：钢号、材质、钢坯尺寸、 成品尺寸和质量要求等。 识别:操作室内CRT显示钢坯的IDA数据区中的数据 与钢坯上的号码进行校对。
(2)在同一批料的来料参数存在波动时，来不及为每块钢修改辊缝 设定值，这也造成了同一批产品中各块料的厚度偏差。
(3)必须用厚规格作为开轧规格，并且改变规格的步子不能太大。 只能逐步过渡，从而造成非规格化产品。 (4)在改变规格时，为了便于记忆，往往要使辊缝和转速的变动具 有某种规律性，这将使轧机负荷分配不尽合理，不利于有效利用 设备能力来生产较宽、较薄、较硬的极限产品。 (5)轧制过程中无法调节带钢厚度，消除头尾厚差。
据，可在带钢热连轧机上取得大量数据，把多次实验 结果加以平均，并以单位质量轧制所消耗的能量(简称 为单位能耗)为因变量，以轧件延伸系数或轧件厚度为 自变量绘成曲线，此曲线称为能耗曲线 。
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能耗曲线
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跟踪区定义
不论轧件在生产线上是正向还是反向输送，只要轧
件的头部(即位于下游侧的那一端)位于某跟踪区内，或
轧件的头部巳离开此跟踪区，但轧件的其它部分仍在跟 踪区内，则认为该跟踪区有轧件。
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图8－2 跟踪区示意图
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三、热连轧轧制线上的轧件跟踪
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§8.2 轧制过程的自动设定
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预设定
预设定功能包括加热炉前后椎钢机、出钢机行程，粗轧 、精轧机组压下辊缝，立辊和侧导板开口度，精轧机转 速，卷取机夹送辊辊缝等。 预设定的主要持点是根据将要进入机组带钢的实际参数 ，通过繁简程度不同的数学模型计算来确定(预估)。
全轧制线共划分为16个跟踪区，其中C辊道区有5个；粗 轧和D辊道区有5个；精轧区有3个；卷取区有3个。在 每个跟踪区的入口处，设置有热金属检测器(HMD)或γ 射线检测器，用来传送跟踪信号。
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四、冷连轧轧制线上的轧件跟踪
进轧机前钢卷的跟踪 轧制过程中的轧件跟踪 轧制后钢卷的跟踪
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(一)负荷(厚度)分配方法
为了便于计算机确定连轧机组各机架的空载辊缝及 速度等值，必须首先确定各机架出口厚度值。它体现 了通过连轧机组各机架后．如何一步一步地将来料厚 度为h0的坯料,轧成厚度为hn的成品。这个任务可称为
负荷(厚度)分配。
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能耗曲线
为了得到精轧机组各种轧制规程下所需的轧制功率数
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二、热连轧精轧机组的设定
精轧设定模型的基本任务：根据来料条件及对成品
的要求，通过模型的计算，确定精轧机组各机架
的辊缝、速度及有关操作变量，以保证获得尽可 能准确的带钢头部尺寸。
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主要计算内容
(1) 计算各机架的负荷分配，即在合理分配负荷的前提下确定各机 架的出口厚度—负荷分配模型。
(2) 根据最大生产率和对带钢终轧温度的要求，并且考虑带钢穿带 咬入的稳定性，确定精轧机组未机架穿带速度。
(3) 计算各机架轧制温度。 (4) 根据流量方程，由负荷分配得到各机架厚度确定各机架速度。 (5) 计算轧制力和轧机的弹跳值，决定空载辊缝设定值—轧制力模 型和弹跳模型 (6) 确定其他操作变量(弯辊力、侧导板开口度、活套高度、单位张 力值等)
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(二) 钢坯数据区 钢坯数据区，也称板坯数据区SDA(Slab Data Area)。 SDA存贮已经完成“板坯核对处理”和仍旧在加热炉里 的板坯数据。包括原始数据以及新加进的数据。
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(三) 生产数据区
生产数据区PDA(Production Data Area)存储一块板坯从 加热炉抽出以后，直到钢卷从卷取机上卸下(翻卷)为止 生产过程中数据。PDA中的数据除一部分来源于SDA 以外，大部分来源于粗轧、精轧、卷取几个生产工序，