中厚板平面形状控制模型研究与工业实践

摘要 1

1 平面形状控制技术概述 3

1.1 平面形状控制研究背景 3

1.2 中厚板轧制平面形状变化特点 4

1.3 平面形状控制国内外研究现状 6

1.3.1 MAS轧制法 8

1.3.2 “狗骨”轧制法 10

1.3.3 薄边展宽轧制法 11

1.3.4 立辊轧边法 11

1.3.5 无切边轧制法 13

1.3.6 中厚板平面形状检测方法 15

1.4 国内平面形状控制技术应用中存在的问题 18

1.5 报告主要研究内容 19

2 自动化系统 21

2.1 基础自动化系统概述 22

2.2 基础自动化主要功能 23

2.2.1 辊缝计算 24

2.2.2 电动压下位置控制系统 25

2.2.3 轧机辊缝清零 26

2.2.4 主电机速度控制 27

2.2.5 推床控制 27

2.2.6 AGC工作方式 29

2.3 过程自动化控制系统 34

2.3.1 中厚板模型设定功能 34

2.3.2 过程跟踪功能 36

2.3.3 自学习计算 38

2.3.4 道次修正 38

2.4 人机界面（HMI）系统 39

2.4.1 显示分类 40

2.4.2 过程自动化画面 41

2.4.3 基础自动化画面 41

2.4.4 集中监控功能画面 41

2.4.5 传动画面 42

2.4.6 介质画面 42

2.4.7 事件系统画面 42

2.4.8 人机界面实例 42

3 中厚板平面形状控制模型 46

3.1 平面形状预测理论模型 46

3.1.1 单道次平面形状预测模型 46

3.1.2 多道次平面形状预测模型 49

3.2 平面形状控制模型 51

3.2.1 成型阶段平面形状控制模型 51

3.2.2 展宽阶段平面形状控制模型 52

3.2.3 在线控制模型的简化 53

3.2.4 轧制时间的确定 55

3.2.5 平面形状控制参数的确定 60

4 多进程过程控制支撑平台开发 62

4.1 过程控制系统的功能分析 62

4.2 架构的特点 63

4.2.1 系统平台的发展与选型 63

4.2.2 过程控制软件的特点 64

4.2.3 过程控制支撑平台的设计原则 64

4.3 系统的组成和功能 65

4.3.1 基础自动化组成 65

4.3.2 过程自动化组成 67

4.4 通讯接口规划 68

4.4.1 OPC通讯技术 68

4.4.2 计算机之间的通讯技术 70

4.5 过程控制支撑平台的开发 72

5 平面形状检测系统开发 75

5.1 测量系统的组成 75

5.2 摄像机标定模型 76

5.2.1 图像坐标系 77

5.2.2 摄像机坐标系 77

5.2.3 世界坐标系 78

5.3 边缘检测与定位 79

5.3.1 图像预处理 79

5.3.2 边缘检测 82

5.3.3 亚像素定位 85

5.4 平面形状测量方案 87

5.5 测量结果 88

6 中厚板平面形状控制的系统设计 90

6.1 中厚板平面形状控制的机械液压系统 90

6.1.1 机械系统 90

6.1.2 液压系统设备 90

6.1.3 泵的启动与停止 92

6.1.4 主油箱的温度控制 92

6.1.5 辅助油箱的温度控制 93

6.1.6 液位控制与过滤器压差控制 93

6.2 平面形状AGC控制系统 94

6.2.1 厚度计算模型 94

6.2.2 AGC系统油柱设定 96

6.3 控制功能实现 97

6.3.1 轧件长度微跟踪计算 97

6.3.2 轧件道次预测长度自学习 98

6.3.3 压下曲线设定 100

6.4 平面形状高精度厚度控制 102

6.4.1 出口厚度的计算方法 102

6.4.2 轧机刚度的回归处理 103

6.4.3 油膜厚度的计算 104

6.4.4 宽度补偿的计算 105

6.4.5 带载压下过程的绝对AGC控制 106

7 中厚板平面形状控制的工业实践 108

7.1 生产线概况 108

7.1.1 工艺布置 108

7.1.2 机械液压及自动化系统 110

7.2 系统改造 113

7.2.1 液压系统改造 113

7.2.2 自动化系统改造 114

7.3 现场应用 117

8 结语 120

参考文献 122