板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制

1、板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1 1燕山大學(xué)燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制2 課程內(nèi)容簡介1軋制生產(chǎn)自動控制 冷軋 熱軋2軋制產(chǎn)品控制 板厚 板形 板寬 材料性能(控制冷卻、控制軋制)板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制31. 軋制生產(chǎn)自動控制（1） 熱軋生產(chǎn)線板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制4（2） 冷軋生產(chǎn)流程板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制52. 軋制產(chǎn)品控制xyzHh板厚 沿板材縱向（x向）的厚度（y向）差橫向厚差 沿板材寬度（z向）的厚度（y向）差板形 沿板材寬度（z向）的延伸率（x向）差板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制6 6 1.1 過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概況 1.2 過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本類型 1.3 軋制過程計(jì)算機(jī)控制

2、概述板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制7組成：被控對象被控對象、測量變送裝置測量變送裝置、計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)7過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理簡圖 +控制器D/A執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象測量變送D/AY給定值-被控量計(jì)算機(jī)控制器生產(chǎn)過程板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制8 8過程計(jì)算機(jī)控制：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、自動控制自動控制、生產(chǎn)工藝過程生產(chǎn)工藝過程 自動控制理論是過程計(jì)算機(jī)控制的理論支柱； 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了自動控制理論的發(fā)展與應(yīng)用； 過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)都是針對具體的生產(chǎn)過程而來，控制是作為一個系統(tǒng)與生產(chǎn)過程結(jié)合在一起的。板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制9 91946年 世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)1959年 世界上第一臺過程控制計(jì)算

3、機(jī) 美國德克薩斯州的一個煉油廠1962年 開始采用直接數(shù)字控制（DDC）1975年 生產(chǎn)出分散控制系統(tǒng) 例如，美國的TDCS-2000和日本的CENTUM等 超小型化、軟件固化和控制智能化板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1010電子管半導(dǎo)體集成電路技術(shù)大規(guī)模集成電路可編程運(yùn)算邏輯控制器（PLC）過程控制計(jì)算機(jī)的使用量： 1970年約5000臺1975年約50000臺平均無故障時間： 1958年前后僅為50600h20世紀(jì)60年代大約2000hDCS的數(shù)字控制器： 一般是8個回路以下80年代中期只控制12個回路板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1111 1.2.1 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng) 1.2.2 操作指導(dǎo)系統(tǒng) 1.2.3 直接

4、數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC） 1.2.4 監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCC） 1.2.5 多級信息管理系統(tǒng)（MIS） 1.2.6 分散控制系統(tǒng)（DCS）板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1212 1.2.1 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)簡圖 軋制過程中各種參變量，包括模擬量、脈沖量、數(shù)字量、開關(guān)量等，通過檢測儀器檢測（采樣），進(jìn)行數(shù)學(xué)分析或數(shù)據(jù)加工。計(jì)算機(jī)對工業(yè)過程實(shí)現(xiàn)的功能包括參數(shù)巡回檢測、報(bào)警和結(jié)果處理。工業(yè)對象數(shù)據(jù)收集裝置計(jì)算機(jī)板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制13工業(yè)對象數(shù)據(jù)收集裝置計(jì)算機(jī)CRT操作人員打印13 1.2.2 操作指導(dǎo)系統(tǒng)操作指導(dǎo)系統(tǒng)簡圖 計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)一定的控制或管理方法進(jìn)行計(jì)算，最后輸出指導(dǎo)信息，提供給操作

5、人員參考，操作仍由人工完成。板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1414 1.2.3 直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）直接數(shù)字控制系統(tǒng)簡圖 計(jì)算機(jī)閉環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)完成計(jì)算和操作。計(jì)算機(jī)： 實(shí)時性好、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)DDC系統(tǒng)控制調(diào)整效果的好壞： 生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型、實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的算法算法、實(shí)現(xiàn)算法的程序程序工業(yè)對象數(shù)據(jù)收集裝置計(jì)算機(jī)CRT、打印操作人員板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1515 1.2.4 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（SCC）監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡圖兩級計(jì)算機(jī)：上位機(jī)（SCC）：根據(jù)反映生產(chǎn)過程工況的數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行必要的計(jì)算，給DDC計(jì)算機(jī)提供各種控制信號。下位機(jī)（DDC）：直接數(shù)字控制。工業(yè)對象數(shù)據(jù)

6、收集裝置DDC下位機(jī)SCC上位機(jī)板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1616 1.2.5 多級信息管理系統(tǒng)（MIS） 生產(chǎn)規(guī)模越來越大，信息來源越來越多，對計(jì)劃管理和信息收集的及時性要求越來越高。 要求管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能直接指揮過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，過程計(jì)算機(jī)也能直接向管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行匯報(bào)。 企業(yè)管理層：如能源調(diào)度中心、生產(chǎn)調(diào)度中心板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1717 1.2.6 分散控制系統(tǒng)（DCS） 分散控制、集中操作、分級管理、分而自治、綜合協(xié)調(diào) 功能分散、危險(xiǎn)分散、管理集中、應(yīng)用靈活局部最優(yōu)化 整體的總目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化 “分解分解”和“協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)” 板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1818 1.2.6 分散控制系統(tǒng)（DCS）實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的自動控制，有以下要求： 生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型化數(shù)學(xué)模型化 生產(chǎn)過程各種操作和調(diào)節(jié)的自動化自動化 過程控制終端的人機(jī)對話人機(jī)對話 計(jì)算機(jī)控制的高度實(shí)時性、精確性和可靠性高度實(shí)時性、精確性和可靠性板帶軋機(jī)系統(tǒng)自動控制1919 1.