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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 PLC52

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 PLC167

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