轧钢自动化原理PPT.ppt

轧钢自动化原理课程概要授课教师：张大志 MADE BY 李丽颖 课程内容简介 一、轧钢与自动化的背景介绍 二、轧钢基础知识（以热连轧为例） 三、自动控制原理 四、PLC 介绍 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。 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. 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 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2关于自动化 1.2.1定义 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） 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。 1.2.4 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 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.5 自动控制系统的应用 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.5 自动控制系统的应用 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.5 自动控制系统的应用 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.6 自动控制系统实用分析 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.6 自动控制系统实用分析 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.6 自动控制系统实用分析 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.2.6 自动控制系统实用分析 一、轧钢与自动化的背景介绍 1.3 轧钢自动化 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。 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。 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 二、轧钢基础知识（以热连轧为例） 有活套装置；并设有液压AGC自动厚度控制系统和工作辊弯辊装置，用于保证带钢全长范围内的厚度精度及板形要求；带钢头部从精轧末架出来经一小段辊道空冷进入带钢层流冷却装置将带钢冷却至所要求的卷取温度；带钢头部出冷却区后咬入具有助卷辊自动踏步控制功能卷取机在恒张力状态下卷取；带钢成卷后经卸卷小车卸卷并放置在打捆站上打捆；然后由步进运输机将钢卷取走称重、并完成标记后，采用专用吊具把钢卷吊运至成品库堆放、待发。 工艺流程简图如图所示 . 2.2.3 热连轧自动控制系统设计 特点：控制功能众多且集中；控制周期短、速度快；功能间