材料加工過程自動化課程教學大綱

1、材料加工過程自動化課程教學大綱課程名稱：材料加工過程自動化英文名稱：Automation of Materials Processing Process課程編號：x3010691學時數(shù)：56其中實驗（實訓）學時數(shù)：8 課外學時數(shù)：學分數(shù)：3.5適用專業(yè)：材料科學與工程專業(yè)（材料加工工程方向）。一、課程的性質和任務本課程是材料科學與工程專業(yè)（材料加工工程方向）的專業(yè)課。通過對本課程的學習，使學生掌握材料加工過程自動化的基本知識和基本方法。二、課程教學內容的基本要求、重點和難點1、理解自動化；2、掌握軋制過程數(shù)學模型；（重點）3、了解軋制過程自動化的發(fā)展概況；4、了解控制系統(tǒng)的任務；5、了解自動控

2、制系統(tǒng)分類；6、熟練掌握開環(huán)（前饋）控制系統(tǒng)；（重點）7、熟練掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)；（重點）8、理解對控制系統(tǒng)的基本要求；（難點）9、理解P、PI、PD、PID控制算法的含義；（難點）10、了解計算機控制系統(tǒng)的基本組成；11、理解模擬信號、數(shù)字信號及其轉換；12、熟練掌握輸入通道、輸出通道的主要組成及抗干擾的措施；（重點）13、了解軋制過程計算機控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡技術；（難點）14、理解計算機控制系統(tǒng)典型結構的信號流程；（難點）15、熟練掌握軋制過程計算機控制系統(tǒng)基本類型；（重點）16、理解2050mm熱連軋計算機控制系統(tǒng)（數(shù)學模型、硬件結構、任務分配、功能）；17、理解自動化控制系統(tǒng)的核心；18、掌

3、握寶鋼2050mm熱連軋計算機控制系統(tǒng)結構體系方面特點及其優(yōu)點；（重點）19、理解順序控制系統(tǒng)的功能要求；（難點）20、理解電磁繼電器的工作原理；（重點）21、理解可編程序控制器（PLC）的工作原理；（難點）22、理解送料小車PLC控制系統(tǒng)程序設計；（重點）23、理解電力拖動系統(tǒng)組成及技術指標；（難點）24、掌握他勵直流電動機調速方法；（重點）25、理解軋機可逆調速系統(tǒng)；（重點）26、掌握交流電動機調速方法；（重點）27、理解液壓傳動系統(tǒng)的組成及工作原理；（難點）28、理解軋件跟蹤的檢測；（難點）29、了解軋制生產線上的數(shù)據(jù)區(qū)劃分方法、主要數(shù)據(jù)區(qū)中數(shù)據(jù)的流動；（難點）30、掌握軋件跟蹤的目的；

4、（重點）31、掌握軋件跟蹤的方法；（重點）32、理解板帶鋼（熱連軋、冷連軋）生產線上軋件跟蹤實現(xiàn)（重點）33、熟練掌握厚板軋制過程中軋件的跟蹤；（重點）34、理解自動設定；（重點）35、了解預設定位置自動控制的用途；36、掌握軋輥壓下位置自動控制系統(tǒng)的基本組成和結構；（重點）37、理解位置量的檢測；（難點）38、掌握電動壓下、液壓壓下APC工作原理；（重點）39、理解（立輥、側導板、推鋼機、板坯抽出機）位置自動控制實現(xiàn)；40、了解板帶鋼厚度波動的原因；41、了解厚度自動控制的定義及分類；42、理解厚度檢測；（難點）43、掌握基本厚度自動控制系統(tǒng)的控制原理；（重點）44、熟練掌握反饋式、前饋式厚

5、度自動控制系統(tǒng)的基本原理；（重點）45、了解帶鋼全連續(xù)軋制時的動態(tài)變規(guī)格控制；（難點）46、理解厚度自動控制系統(tǒng)中的補償控制原理和措施；（難點）47、理解（熱連軋、冷連軋、薄帶材）厚度自動控制實現(xiàn)；（重點）48、理解寬度控制的目的、組成、功能；49、理解板寬控制靜態(tài)預定設定的任務；（重點）50、理解測寬儀及測量原理；（難點）51、掌握寶鋼2050mm機組板寬的動態(tài)控制的工作原理；（重點）52、了解板寬控制的過程計算機系統(tǒng)的任務；53、了解T形坯的板寬控制的主要方法；（難點）54、了解板寬控制的基礎自動化系統(tǒng)；55、了解板形；56、掌握帶鋼板形缺陷的種類及解決措施；（重點）57、了解板形控制方法

6、的歷史發(fā)展；58、理解板形缺陷的表示方法；（難點）59、理解帶鋼平直條件；（難點）60、掌握板形的改善方法；（重點）61、理解板形檢測；（難點）62、了解板形目標曲線的確定；（難點）63、掌握六輥軋機反饋式板形控制系統(tǒng)的主要組成部分和控制原理；（重點）64、了解板形調控機構設定計算；65、了解設定計算的控制策略；66、了解設定計算方法的分類；67、了解設定計算的流程；68、掌握熱軋的溫度和軋制力前饋控制；（重點）69、掌握冷軋的軋制力前饋控制；（重點）70、熟練掌握熱、冷連軋機板形反饋控制原理；（重點）71、了解反饋控制策略；（難點）72、了解人工智能方法進行板形控制研究應用的現(xiàn)狀；73、掌握

7、反饋控制的計算流程；（重點）74、掌握厚板平面形狀控制的目的、能否成功的關鍵；（重點）75、掌握厚板平面形狀的控制方法、控制原理；（重點）76、了解平面形狀控制的計算機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)；77、了解張力；78、掌握張力自動控制的方法（直接法、間接法）；（重點）79、理解張力的檢測；（難點）80、理解棒材、線材軋制時的無張力控制的實現(xiàn)；81、理解主速度級聯(lián)系統(tǒng)；（難點）82、理解伸長率的測量原理；（難點）83、掌握實現(xiàn)帶鋼伸長率自動控制的方式、主要方式；（重點）84、理解冷軋帶鋼連續(xù)退火機組中平整機伸長率自動控制的實現(xiàn)（重點）85、掌握溫降數(shù)學模型的建立方法；（重點）86、理解溫度的檢測；（難點）8

8、7、掌握寶鋼2050mm機組熱軋帶鋼終軋溫度動態(tài)控制方法；（重點）88、掌握寶鋼2050mm機組熱軋帶鋼卷取溫度動態(tài)控制方法；（重點）89、理解熱軋帶鋼、冷軋帶鋼板形控制的實現(xiàn)；（重點）90、了解帶鋼板形控制的新技術；三、教學方式及學時分配序號主要內容主要教學方式學時分配輔導答疑比例一軋制過程控制系統(tǒng)講授+實驗10+44：1二軋件跟蹤講授44：1三位置自動控制講授44：1四厚度自動控制講授+實驗8+44：1五帶鋼板形自動控制講授84：1六連軋時張力設定計算和張力的自動控制講授84：1七平整時帶鋼伸長率自動控制講授24：1八軋制過程中帶鋼的溫度自動控制講授44：1四、課程各教學環(huán)節(jié)的要求1、實驗

9、環(huán)節(jié)的基本要求：序號實驗名稱主要內容一軋機計算機控制系統(tǒng)的實踐（1）二級計算機控制系統(tǒng)的組成、任務、功能；（2）軋機傳動控制系統(tǒng)；（3）PLC工作原理及應用。二軋機厚度自動控制系統(tǒng)的實踐（1）軋機自動控制系統(tǒng)的基本結構；（2）厚度控制的基本原理；（3）厚度自動控制功能的實現(xiàn)。五、本課程與其他課程的聯(lián)系先修課程：電路與電子技術、visual Basic程序設計、材料加工傳熱學、材料加工力學、材料加工實驗與測試技術、材料固態(tài)成型理論、材料加工設備與車間設計、生產實習；后續(xù)課程：專業(yè)選修課。六、教學參考書目軋制過程自動化丁修堃.北京：冶金工業(yè)出版社，2009.第3版鋼鐵工業(yè)自動化（軋鋼卷）薛興昌，馬竹梧，沈標正等. 北京：冶金工業(yè)出版社，2010.第