六辊UCM可逆冷轧机过程控制系统的开发和研究

论文摘要

单机架冷轧机投资少,生产简单、灵活多变,在冷轧薄板生产领域一直占有重要地位。近年来,随着科技的发展,自动化水平的提高,轧机的过程控制系统已经逐渐取代传统的手工工艺制度给定,它实现生产过程的高速化、自动化,提高产品的产量和质量的同时又保证了生产效率。本文结合广州中山中粤马口铁6辊单机架UCM可逆冷轧机过程控制系统的开发项目,主要完成如下工作：（1）开发了系统的控制模型,确定了变形抗力、轧制力等基本模型,并利用Netwton-Raphson法迭代编程求解非线性方程组实现工艺的负荷分配,同时为工程师提供了多种负荷分配模式（绝对压下率分配、轧制力分配、功率分配等）,通过调节系统参数,使模型符合现场生产规律。（2）根据现场的实际情况,确定了合理的张力制度和速度制度,保证产品质量的同时让轧机发挥最大的功效,提高了生产效率,为了保证冷轧带钢的板形质量,利用影响函数法确定了轧辊横移和弯辊力的预设定计算模型。（3）根据现场的实际生产数据,对轧制力模型、辊缝模型、弯辊力模型等进行了进一步的修正,同时建立了模型层别表和基于平滑指数法的自学习模型,确立了采样机制,通过对现场实际数据的自学习,进一步提高了模型精度。（4）利用VB开发控制界面并编写模型代码,为工程师和操作工建立交互接口,通过FTP协议实现过程控制系统与HMI的通讯,实现过程控制系统自学习和工艺规程设定控制等在线功能。开发系统对应的数据库软件,代替操作工手工记录。整套系统已投入使用,现场应用结果表明该系统高效稳定,且预报误差在允许范围内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 国内带钢冷轧技术发展状况
• 1.1.2 国外带钢冷轧机的发展概况
• 1.1.3 自动控制在冷轧领域的发展
• 1.2 冷轧过程控制简介
• 1.2.1 过程控制的定义
• 1.2.2 冷轧过程控制的主要任务
• 1.2.3 冷轧过程控制的主要功能
• 1.3 马口铁6辊UCM冷轧机组的关键技术
• 1.3.1 轧机设备布置与组成
• 1.3.2 生产工艺流程
• 1.3.3 机组采用的工艺及装备技术特点
• 1.3.4 机组工艺参数
• 1.4 本课题的研究意义和内容
• 第2章 冷轧过程控制数学模型的建立
• 2.1 变形抗力模型
• 2.2 摩擦系数模型
• 2.3 轧制力模型
• 2.4 轧制力矩模型
• 2.5 功率模型
• 2.6 前滑模型
• 2.7 板形预设定模型
• 2.7.1 中间辊横移量预设定
• 2.7.2 工作弯辊力预设定
• 2.8 辊缝预设定模型
• 2.8.1 出口厚度与辊缝值的关系
• 2.8.2 刚度自学习
• 2.9 张力施加模型
• 2.10 小结
• 第3章 单机架UCM冷轧机过程控制原理
• 3.1 单机架过程控制数据流程
• 3.2 UCM轧机负荷分配原理
• 3.2.1 负荷分配方法
• 3.2.2 负荷分配策略
• 3.2.3 负荷分配原理
• 3.2.4 负荷分配计算时所用的工艺模型
• 3.2.5 负荷分配程序流程图
• 3.2.6 负荷分配计算实例
• 3.3 轧机模型自学习
• 3.3.1 自学习常用算法
• 3.3.2 自学习过程
• 3.3.3 模型自学习结果分析
• 3.4 小结
• 第4章 过程控制系统软件及界面开发
• 4.1 单机架可逆冷轧机过程控制系统软件开发
• 4.1.1 软件开发环境
• 4.1.2 软件主要功能模块
• 4.1.3 PDI数据输入及工程设定模块
• 4.1.4 模型运算模块
• 4.1.5 过程控制报表模块
• 4.1.6 通讯模块
• 4.1.7 采样自学习模块
• 4.1.8 数据管理模块
• 4.1.9 可视化模块
• 4.2 系统主界面及应用实例
• 4.2.1 软件权限管理
• 4.2.2 软件主界面布局
• 4.2.3 软件应用流程及示例
• 4.3 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参与的项目