材料成形過程自動化課程教學大綱

1、材料成形過程自動化課程教學大綱課程名稱：材料成形過程自動化英文名稱：Automation of Materials Forming Process課程編號：x3010721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)：材料成型及控制工程一、課程的性質(zhì)和任務本課程是材料成型及控制工程專業(yè)的專業(yè)課。通過對本課程的學習，使學生掌握材料成型過程自動化的基本知識和基本方法。二、課程教學內(nèi)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、了解自動控制系統(tǒng)分類；6、熟練掌握開環(huán)（前饋）控制系統(tǒng)

2、；（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；9、理解P、PI、PD、PID控制算法的含義；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)

3、點；（重點）19、理解順序控制系統(tǒng)的功能要求；20、理解電磁繼電器的工作原理；21、理解可編程序控制器（PLC）的工作原理；22、理解送料小車PLC控制系統(tǒng)程序設計；23、理解電力拖動系統(tǒng)組成及技術指標；24、掌握他勵直流電動機調(diào)速方法；25、理解軋機可逆調(diào)速系統(tǒng)；26、掌握交流電動機調(diào)速方法；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(chǎn)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；（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(chǎn)線上軋件跟蹤實現(xiàn)；33、熟練掌握厚板軋制過程

4、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

5、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)；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；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）6

6、2、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(diào)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

7、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、了解棒材、線材軋制時的無張力控制；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、了解冷軋帶鋼連續(xù)退火機組中平整機伸長率自動控制的實現(xiàn)；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）87、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）三、教學方式及學時分配序

8、號主要內(nèi)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、實驗環(huán)節(jié)的基本要求：序號實驗名稱主要內(nèi)容1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。2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、材料成形傳熱學、材料形型力學、材料成形實驗與測試技術、材料固態(tài)成形理論、材料成形設備與車間設計、生產(chǎn)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1版冶金過程