板带轧制过程控制系统及轧制力关键模型研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文板带轧制过程控制系统及轧制力关键模型研究指导导师姓名送魃堡数塑赵蕉塞塾拯丕j曼盔堂奎L剑堇查厘蓬垫自塾丝国塞重壶塞坠窒申请学位级别擅±学科类别王堂学科专业名称挞料地王王猩论文提交日期2Q!垒生鲤旦2三旦论文答辩日期2Q!垒生鱼旦2三日学位授予日期——答辩委员会主席茎麽魁麴攮评阅人——东北大学2014年06月万方数据ADissertationin．MaterialsFormingEngineeringIIllllilIIIIilllliIlllUjY2996363Reserch

2、onPlateandStripRollingProcessControlSystemandKeyModelsofRollingForceByCAOJianzhaoSupervisor：ProfessorZHANGDianhuaProfessorZHAODewenNortheasternUniversityJune2014JuneAUl4万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其

3、他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：少‘年、学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口⋯⋯签名协1扒新躲签字日期：扣f年、签字日期：知f牛f吒乃

4、汐／●o一万方数据东北大学博士学位论文摘要板带轧制过程控制系统及轧制力关键模型研究摘要过程控制系统是板带材轧制计算机控制系统的重要组成部分，是保证板带材产品质量的主要控制手段。本文在参与国内外多条板带材轧制生产线新建或改造的背景下，以板带材轧制过程控制系统为研究对象，在过程控制系统的系统架构和功能实现方面开展研究工作，设计并开发了RAS．轧制过程控制系统应用平台和数据采集与分析系统。针对全连续热连轧带钢生产线的特点，改进了全线跟踪功能。并将研究成果成功应用于现场，取得良好的效果。同时，依托国家自然科学基金《

5、应变速率矢量内积解法在轧制功率变分中的应用研究》(No．51074052)，对过程控制系统的关键数学模型．轧制力线性化解析解法进行了深入研究。研究内容和取得的主要进展如下：(1)板带材轧制过程控制系统应用平台。参考国内外板带材轧制过程控制系统的软硬件系统设计，并考虑当前计算机技术的发展趋势，过程控制系统应用平台硬件采用通用PC服务器：系统开发平台和开发软件采用通用Windows系列的系统和软件。软件使用多进程多线程、模块化结构设计，以事件信号驱动机制建立模块间联系。实际应用证明这样的系统设计具有显著优势，在

6、保证系统稳定性的前提下，方便系统开发，降低了系统成本。同时，系统架构具有很强的通用性和适应性，可以按照不同轧线的特点自主选择合适的模块，对我国板带材生产线的全自动生产具有积极的促进作用。(2)改进全连续热连轧带钢的全线跟踪功能。分析了全连续热连轧轧线长、速度快的特点，提出其实现全线跟踪面临多块钢同时轧制等关键问题。针对这些问题提出具体的解决方案，包括将物料跟踪功能嵌入过程控制系统内；对轧区进行逻辑分区，区内划分双队列，并为每一个机架设立双存储区；有机的组合轧线各个仪表信号；提出“最小安全间距"的概念，对后一

7、带钢的最大穿带速度进行限制。改进后的跟踪功能成功的应用于现场生产线，性能稳定，有效的提高了轧制节奏，进而提高产能。(3)设计并开发板带轧制过程控制数据采集与分析系统。系统硬件采用万方数据东北大学博士学位论文捅要SIEMENSCP5613A2作为高速数据采集卡，通用PC作为服务器，通过PROFIBUS．DP连接基础自动化，软件采用Windows后台服务、多线程、功能模块化设计，成功开发了最短采样周期4ms的板带轧制过程控制数据采集与分析系统。该系统具有成本低、采样速率快、实用性强和性能稳定的特点，有效的提升了

8、中小企业的装备水平。(4)分别提出针对厚板(形状因子满足，／(272)<1)和薄板(形状因子满足z／(2h1>1)的满足运动许可条件的简化的整体加权速度场，并对其轧制功率泛函使用应变矢量内积解法、共线矢量内积和积分中值定理进行解析。推导出了轧制力的解析解，并与实测数据进行比较，结果误差很小，具有较高的计算精度。考虑双鼓形对厚板轧制的影响，提出v，沿z方向呈抛物线分布比线性分布积分更加合理。而对于薄板热轧，计算结果