具体描述
内容简介
《轧制过程自动化（第2版）》一书自从2005年出版以来，受到了金属压力加工和自动化等专业的师生与工程技术人员的欢迎和好评。该书反映了当今现代化轧制过程的最新技术和新成就；阐明了轧制过程自动化的原理和具体内容；打破了专业界限，实现了各相关专业学科的有机联系；适应了高等院校教学的要求和教改的趋势。该书的第1版在1986年出版的时候曾被认为是教材的创新，并于1992年荣获了全国优秀教材奖。本次第3版仍基本保留了原书的体系，力求积极反映当代轧制过程自动化技术的最新发展和新成就，在第2版内容的基础上，各主要章节都有一定程度的更新，并补充了一些必要的新技术和新知识，其中包括：更新和完善了计算机控制系统、轧件跟踪、带钢热连轧和冷连轧厚度自动控制、带钢板形自动控制、热轧板带钢宽度自动控制和厚板平面形状控制的内容；新增加了薄带材厚度自动控制和带钢全连续轧制时的动态变规格控制；在提高控制系统稳定性和厚度精度方面采取的一些新技术等，进一步充实和完善了教材内容。《轧制过程自动化(第3版)》主要是针对材料成型与控制工程专业本科教学使用编写的，部分内容可以供研究生选修或教学使用。《轧制过程自动化(第3版)》也可作为自动控制类等有关专业本科生、研究生的教材或参考书。由于《轧制过程自动化(第3版)》作者中包括了宝钢等先进企业的优秀工程技术人员参加编写，其数据、实例来自现场有代表性的先进控制设备，因此《轧制过程自动化(第3版)》亦非常适合有关现场工程技术人员参考和使用。
内页插图
目录
0 绪论0.1 轧制过程自动化的基本概念
0.2 轧制过程自动化的发展概况
0.3 轧制过程自动化的必要性
0.3.1 高精度轧制技术
0.3.2 轧制生产过程日趋连续化
0.3.3 自由程序轧制技术
0.3.4 智能化轧制技术
0.3.5 轧制速度不断提高
0.3.6 轧制生产的形式和规模日趋专业化和大型化
0.3.7 用户对产品精度和质量的要求日益提高
0.4 本课程的内容和要求
1 轧制过程自动化与计算机控制系统
1.1 自动控制系统的基本组成和对控制系统的基本要求
1.1.1 控制系统的基本形式
1.1.2 闭环控制系统的组成及其基本环节
1.1.3 对控制系统的基本要求
1.1.4 现代控制理论在轧制过程自动化中的应用
1.2 计算机控制系统的基本类型和其应具备的性能
1.2.1 计算机系统结构简介
1.2.2 计算机控制系统的发展
1.2.3 控制用计算机应具备的性能
1.3 轧制过程计算机控制系统实例（系统结构和任务分配）
1.3.1 热连轧（工艺）物料流程
1.3.2 热连轧计算机控制系统
1.3.3 热轧计算机控制系统的特点
2 轧件跟踪
2.1 轧制生产线上的数据区和数据流
2.1.1 原始数据区及其数据的输入
2.1.2 计算值数据区
2.1.3 实际值数据区
2.1.4 跟踪信号数据区
2.1.5 其他数据区
2.1.6 主要数据区中数据的流动
2.2 轧件跟踪的目的和方法
2.2.1 跟踪的目的
2.2.2 跟踪的方法
2.3 板带钢热连轧生产线上轧件的跟踪
2.3.1 跟踪区域的划分和跟踪功能
2.3.2 加热炉区域板坯的跟踪
2.3.3 粗轧区带钢的跟踪
2.3.4 精轧区带钢的跟踪
2.4 其他轧制过程中轧件的跟踪
2.4.1 冷连轧板带材轧制过程中轧件跟踪的特点
2.4.2 初轧轧制过程中轧件跟踪的特点
2.4.3 厚板轧制过程中轧件的跟踪
2.5 面向对象的轧件跟踪设计
2.5.1 跟踪单位的确定
2.5.2 轧件映像的建立
2.5.3 轧件跟踪的过程
3 位置自动控制
3.1 位置自动控制系统的基本组成和结构
3.2 位置控制的基本要求和控制的基本原理
3.2.1 位置控制的基本要求
3.2.2 理想定位过程的理论分析和控制算法
3.2.3 位置控制量的实际计算和控制方式
3.3 提高位置控制精度和可靠性的措施
3.3.1 间隙的消除
3.3.2 重复设定
3.3.3 启动联锁条件的检查
3.4 位置控制系统程序的公用性和程序的组成
3.4.1 程序的公用性
3.4.2 程序的组成
3.5 存储程序控制的位置自动控制（SPC—APC）
3.5.1 存储程序控制的基本含义
3.5.2 SPC.APC的构成和功能
3.6 具有可编程序控制器的位置自动控制（PLC.APC）
3.6.1 可编程序控制器的基本含义和组成
3.6.2 飞剪机的PLC.APC的控制原理
3.7 轧钢车间中其他典型辅助设备的位置设定计算及其控制
3.7.1 立辊开口度的设定计算
3.7.2 侧导板开口度的设定计算及其控制
3.7.3 推钢机行程的设定及其自动控制
3.7.4 板坯抽出机行程的设定及其自动控制
4 厚度自动控制
4.1 板带钢厚度波动的原因及其厚度的变化规律
4.1.1 板带钢厚度波动的原因
4.1.2 轧制过程中厚度变化的基本规律
4.2 厚度自动控制的基本形式及其控制原理
4.2.1 反馈式厚度自动控制的基本原理
4.2.2 前馈式厚度自动控制的基本原理
4.2.3 监控式厚度自动控制的基本原理
4.2.4 张力式厚度自动控制的基本原理
4.2.5 金属秒流量AGC控制的基本原理
4.2.6 液压式厚度自动控制的基本原理
4.2.7 轧制力AGC(P.AGC)控制系统的基本原理
4.2.8 相对值AGC(锁定AGC.LKON—AGC)控制系统的基本原理
4.2.9 绝对值AGC(ABS—AGC)控制系统的基本原理
4.2.1 0动态设定型AGC(D—AGC)控制系统的基本原理
4.3 带钢热连轧厚度自动控制系统
4.3.1 Siemens的轧机模数控制(MMC)的压力AGC
4.3.2 Smith预估器在某热连轧厂热连轧厚度监控中的应用
4.3.3 自动扇形和前馈校正功能
4.3.4 BISRA-AGC控制系统
4.3.5 带钢热连轧带钢头部厚度设定及其自适应控制
4.4 带钢冷连轧厚度自动控制系统
4.4.1 2030mm冷连轧机的主要设备组成
4.4.2 2030mm冷连轧机厚度自动控制系统功能组成
4.4.3 冷连轧机厚度自动控制效果的分析
4.4.4 1420mm冷连轧机厚度自动控制系统的特点
4.5 带钢全连续轧制时的动态变规格控制
4.5.1 概述
4.5.2 动态变规格楔形过渡段主要参数的确定
4.5.3 现场应用的动态变规格楔形段参数确定方法讨论
4.5.4 动态变规格控制策略
4.5.5 动态变规格时的计算机自动控制过程分析
4.5.6 热连轧动态变规格轧制(又称无头轧制)
4.6 厚度自动控制系统中的补偿控制原理和措施
4.6.1 支撑辊偏心的补偿控制
4.6.2 油膜厚度的补偿控制
4.6.3 板带钢宽度的补偿控制
4.6.4 压下补偿值的计算和控制
4.6.5 带钢尾部补偿值的计算和控制
4.6.6 加减速补偿
4.6.7 轧制效率补偿值的计算
4.7 薄带材轧制时的厚度自动控制
4.7.1 概述
4.7.2 二十辊轧机AGc系统的组成
4.7.3 二十辊轧机AGC系统控制特点
4.7.4 二十辊轧机AGC系统运行模式
4.7.5 二十辊轧机AGC控制系统
4.7.6 二十辊轧机辊形调整的液压控制系统
4.7.7 二十辊轧机AGC控制系统能达到的控制指标
5 带钢板形自动控制
5.1 带钢板形概念
5.1.1 何谓带钢板形
5.1.2 带钢板形缺陷的种类
5.1.3 用户对带钢板形的要求
5.1.4 板形控制方法的历史发展
5.2 带钢板形控制的基本理论
5.2.1 板形缺陷的表示方法
5.2.2 带钢平直条件
5.2.3 板形的改善方法
5.2.4 辊系弹性变形理论
5.2.5 轧辊的压扁变形
5.2.6 轧辊的热凸度及磨损
5.3 CVC辊型及轧机变形解析
5.3.1 CVC辊型理论
5.3.2 CVC轧机辊系弹性变形模型
5.3.3 CVC轧机辊系弹性变形解析
5.4 带钢板形的检测与控制
5.4.1 板形检测技术
5.4.2 板形目标曲线的确定
5.4.3 板形自动控制的实现
5.5 板形调控机构设定计算
5.5.1 设定计算的功能与特点
5.5.2 设定计算的控制策略
5.5.3 设定计算方法的分类
……
6 厚板平面形状自动控制
7 连轧时的张力设定计算和张力的自动控制
8 平整时带钢伸长率自动控制
9 热轧板带钢宽度自动控制
10 热轧过程中带钢的温度自动控制
附录粗轧跟踪修正的各种情况
主要英文缩写及说明
参考文献
精彩书摘
其次从静态误差上分析，一旦误差偏大，满足不了工艺要求时也需要改善。由此可见，校正环节对闭环系统来讲是必要的，它不仅可改善动态性能，提高系统的稳定性能，而且可改善系统的误差，满足工艺要求。
1．1．2．4放大环节（中间环节）
校正环节出来的信号通常比较小，与执行机构所要求的输入信号不匹配，则必须经过放大环节。放大环节有两方面作用，一是信号本身的放大；二是功率放大。这一环节的选取完全取决于执行机构的入口信号要求，如果执行机构本身要求输入信号很小，校正环节输出的信号无论从功率角度还是从幅值角度都已足够，则放大环节可以省略。
1．1．2．5执行机构
执行机构要根据被控对象来选择，例如被控对象为轧钢机的辊子转速，则执行机构可选用交流电机或直流电机，目前发展方向是选用交流（调速系统）；如果被控对象为辊子辊缝，则执行机构可选用电动压下装置或液压压下装置。
通常执行机构可选用电气的、液压的或气动的设备来担负。
1．1．2．6被控对象
被控对象是控制系统所要控制的具体对象，它们可以是某个生产设备或某个生产流程等，如加热炉、辊道、轧机、精轧过程等。再根据被控对象实际情况选择具有决定意义的而又能被监测到的量作为被控制量（即系统输出量），由于许多被控对象具有多个要求控制的量，这类系统称为多输出系统，与此同时对应的输入量也不是一个，因此这类系统称为多输入、多输出系统，轧制过程自动化系统就属于这类系统。
1．1．2．7检测装置与物理量变换（反馈回路）
检测装置要检测出系统的输出量，例如辊缝、出口厚度、电机转速、温度等等，它们通常为非电量，而系统的输入信号通常为电气量，这就存在一个物理量转换问题。由于反馈量与输入量之间在数量级方面必须相匹配，因此还存在一个比例大小问题。这些问题在检测装置中都要获得解决。在反馈回路中还可加一些其他功能，最常用的为滤波器，这是因为检测装置的输出量中有时会含有某些干扰信号，这种干扰信号对系统无好处，应加以取消或限制到允许范围内，为此要加滤波器。
前言/序言
《轧制过程自动化（第2版）》一书自从2005年出版以来，受到了金属压力加工和自动化等专业的师生与工程技术人员的欢迎和好评。该书反映了当今现代化轧制过程的最新技术和新成就；阐明了轧制过程自动化的原理和具体内容；打破了专业界限，实现了各相关专业学科的有机联系；适应了高等院校教学的要求和教改的趋势。该书的第1版在1986年出版的时候曾被认为是教材的创新，并于1992年荣获了全国优秀教材奖。本次第3版仍基本保留了原书的体系，力求积极反映当代轧制过程自动化技术的最新发展和新成就，在第2版内容的基础上，各主要章节都有一定程度的更新，并补充了一些必要的新技术和新知识，其中包括：更新和完善了计算机控制系统、轧件跟踪、带钢热连轧和冷连轧厚度自动控制、带钢板形自动控制、热轧板带钢宽度自动控制和厚板平面形状控制的内容；新增加了薄带材厚度自动控制和带钢全连续轧制时的动态变规格控制；在提高控制系统稳定性和厚度精度方面采取的一些新技术等，进一步充实和完善了教材内容。本书主要是针对材料成型与控制工程专业本科教学使用编写的，部分内容可以供研究生选修或教学使用。本书也可作为自动控制类等有关专业本科生、研究生的教材或参考书。由于本书作者中包括了宝钢等先进企业的优秀工程技术人员参加编写，其数据、实例来自现场有代表性的先进控制设备，因此本书亦非常适合有关现场工程技术人员参考和使用。
用户评价
这本书的内容深度和广度都达到了国家级规划教材应有的水平。它不仅仅是为我们这些初学者准备的，对于在轧制领域工作的工程师，我想它也能够提供很多有价值的参考和启发。它所包含的技术和理念，都代表了当前轧制过程自动化领域的前沿水平。 让我印象深刻的是，书中对于“轧制过程故障诊断与安全控制”的篇幅也相当可观。在自动化程度如此之高的生产线上，一旦发生故障，后果可能是灾难性的。这本书详细介绍了各种常见的故障类型，以及如何通过监测关键参数、分析运行数据来及时发现和诊断故障，并采取相应的安全措施，以最大程度地降低损失。
评分作为一名对自动化技术充满好奇的学生，这本书为我打开了一扇新世界的大门。它不仅仅是教授我轧制过程中的各种物理和化学知识，更重要的是，它教会我如何将这些知识与现代化的自动化技术相结合，创造出更高效、更精准的生产流程。书中对于传感器技术、执行器选择、以及PLC（可编程逻辑控制器）在轧制自动化中的应用，都有非常深入的探讨。 我尤其对书中关于“轧制过程中质量控制的智能化”这一章节印象深刻。作者并没有回避自动化技术在实际应用中可能遇到的挑战，而是详细阐述了如何利用专家系统、模糊逻辑控制、以及神经网络等人工智能技术，来对轧制过程中的各种不确定因素进行实时辨识和补偿，从而实现更高级别的智能化生产。这让我看到了自动化技术在未来冶金工业中的巨大潜力。
评分这本书的出现，简直就是我学习生涯中的一道曙光！我是一名冶金工程专业的本科生，在面对“轧制过程自动化”这个课程时，一开始是感到一片茫然的。教材的名字听起来就颇具分量，“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”，这本身就意味着它的权威性和系统性。而“第3版”的字样，也让我看到了它不断更新和完善的生命力。我拿到的这本书，封面设计朴实无华，但打开之后，我立刻被它清晰的逻辑和详实的内容所吸引。 首先，它对轧制过程的各个环节进行了非常细致的分解和阐述。从原材料的准备，到加热、轧制、冷却，再到最后的精整，每一个步骤的物理过程、化学变化以及所涉及的机械原理，都被讲解得淋漓尽致。我印象最深刻的是关于轧制变形力学的那部分，作者并没有简单地给出公式，而是结合实际的轧制机模型，一步步推导出应力、应变的关系，并通过图示清晰地展现了金属在滚子作用下的塑性变形过程。这对于理解为什么轧制能改变金属的形状和性能至关重要。
评分更让我惊喜的是，这本书在理论讲解的基础上，非常注重实际工程的应用。它不仅仅是停留在纸面上的理论，而是将自动化控制的理念融入到每一个轧制环节中。我非常喜欢它对于不同类型轧机（如热连轧、冷连轧、棒材轧机等）的自动化控制策略的介绍。例如，在热连轧过程中，如何通过实时监测钢坯的温度、速度、厚度等参数，并利用PID控制器、模型预测控制等先进控制算法，来精确控制轧制力和轧制速度，从而保证产品的尺寸精度和表面质量。 这本书的图文并茂也是一大亮点。大量的示意图、流程图、以及一些实际轧制车间的照片，让抽象的自动化控制原理变得直观易懂。我特别喜欢那些描绘轧制机工作原理的局部放大图，它们让我能够清晰地看到各个部件之间的配合，以及传感器和执行器是如何工作的。这些图表不仅仅是装饰，更是理解复杂系统运行机制的钥匙，大大提升了我的学习效率。
评分这本书的阅读体验非常棒。排版清晰，逻辑严谨，即使是对于一些比较复杂的数学模型和控制原理，作者也能够用清晰易懂的语言进行阐释。我常常会在阅读过程中，在脑海中构建出完整的轧制生产线模型，与书中的内容进行对照，这种学习方式大大加深了我对知识的理解。 我还会时常翻阅书中关于“轧制过程中数据采集与分析”的章节。随着大数据时代的到来，如何有效地采集和分析轧制过程中产生的海量数据，从中挖掘出有价值的信息，对于优化生产、提升质量、降低成本至关重要。这本书为我们提供了数据采集的系统框架，以及数据分析的基本方法，为我们未来的工作指明了方向。
评分这本书绝对是我的“宝藏”教材。它不仅仅是一本书，更是我通往轧制过程自动化领域的“导航仪”。我坚信，这本书所传授的知识和理念，将会在我未来的学习和职业生涯中，发挥至关重要的作用。 特别值得一提的是，书中还对“未来轧制过程自动化发展趋势”进行了展望。这包括了对智能化、柔性化、绿色化等方向的探讨，让我对这个行业充满了期待。它不仅仅是停留在过去的成就，更是引领我们面向未来的发展。我从中看到了这个领域广阔的创新空间和发展机遇。
评分这本书的语言风格非常严谨，但又不失逻辑性，读起来并不枯燥。作者在解释复杂概念时，善于运用类比和实例，让我能够更容易地理解。例如，在讲解如何减少轧制过程中的误差时，作者会拿我们日常生活中遇到的“误差传递”来类比，生动形象地说明了前一个环节的微小误差如何逐级放大。 我特别欣赏它对于“轧制过程中优化调度”的论述。在实际生产中，如何根据订单需求、设备状态、以及原材料情况，进行最优的生产调度，是一个非常复杂的问题。这本书提供了多种解决思路，包括经典的运筹学方法，以及一些基于启发式算法的优化技术。这对于我未来从事生产管理或工艺优化工作，提供了宝贵的指导。
评分坦白说，在翻阅这本书之前，我对“轧制过程自动化”的理解仅限于一些零散的概念。但这本书系统性地梳理了整个学科的知识体系，从基础理论到高级应用，几乎涵盖了我想了解的所有方面。特别是它在介绍各种控制系统时，都给出了详细的数学模型和仿真分析。 书中对于“轧制过程建模”的讲解，我认为是其核心价值之一。它不仅介绍了基于物理模型的建模方法，还探讨了如何利用实验数据进行辨识和修正模型。这对于理解和设计更优化的控制系统至关重要。例如，它详细讲解了如何建立轧制力的数学模型，并利用该模型来预测不同轧制参数下的力需求，进而指导控制系统的参数整定。
评分作为一名即将毕业的学生，我深知理论知识与实际应用的结合有多么重要。这本书在这方面做得非常出色。它在讲解每一项技术时，都会结合具体的轧制场景，让我们能够更直观地理解这些技术是如何在工业生产中发挥作用的。 我还特别关注了书中关于“轧制过程的能源效率优化”的论述。在当前强调可持续发展的时代背景下，如何通过自动化技术来降低能源消耗，提高能源利用效率，是每一个工业领域都需要思考的问题。这本书提供了许多创新的思路和解决方案，让我对绿色轧制有了更深的认识。
评分我曾尝试阅读过一些其他关于轧制自动化的资料，但总觉得它们要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个完整的知识体系。这本书的出现，正好填补了这一空白。它从宏观的生产流程，到微观的控制算法，都进行了系统的梳理和讲解。 尤其让我感到受益匪浅的是，书中对“轧制过程的仿真与优化”这一部分进行了非常详尽的介绍。它不仅介绍了各种仿真软件的应用，还分享了如何利用仿真技术来验证控制策略、预测生产效果、以及优化工艺参数。这对于我们在实际工作中进行决策和改进，提供了强大的技术支持。
评分好好好好好好好好好好好好好好好好好好
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评分第一次接触轧制自动化，扫盲学习用的书
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