材料加工过程自动化课程教学大纲

1、材料加工过程自动化课程教学大纲课程名称：材料加工过程自动化英文名称：Automation of Materials Processing Process课程编号：x3010691学时数：56其中实验（实训）学时数：8 课外学时数：学分数：3.5适用专业：材料科学与工程专业（材料加工工程方向）。一、课程的性质和任务本课程是材料科学与工程专业（材料加工工程方向）的专业课。通过对本课程的学习，使学生掌握材料加工过程自动化的基本知识和基本方法。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点1、理解自动化；2、掌握轧制过程数学模型；（重点）3、了解轧制过程自动化的发展概况；4、了解控制系统的任务；5、了解自动控

2、制系统分类；6、熟练掌握开环（前馈）控制系统；（重点）7、熟练掌握闭环控制系统；（重点）8、理解对控制系统的基本要求；（难点）9、理解P、PI、PD、PID控制算法的含义；（难点）10、了解计算机控制系统的基本组成；11、理解模拟信号、数字信号及其转换；12、熟练掌握输入通道、输出通道的主要组成及抗干扰的措施；（重点）13、了解轧制过程计算机控制系统的网络技术；（难点）14、理解计算机控制系统典型结构的信号流程；（难点）15、熟练掌握轧制过程计算机控制系统基本类型；（重点）16、理解2050mm热连轧计算机控制系统（数学模型、硬件结构、任务分配、功能）；17、理解自动化控制系统的核心；18、掌

3、握宝钢2050mm热连轧计算机控制系统结构体系方面特点及其优点；（重点）19、理解顺序控制系统的功能要求；（难点）20、理解电磁继电器的工作原理；（重点）21、理解可编程序控制器（PLC）的工作原理；（难点）22、理解送料小车PLC控制系统程序设计；（重点）23、理解电力拖动系统组成及技术指标；（难点）24、掌握他励直流电动机调速方法；（重点）25、理解轧机可逆调速系统；（重点）26、掌握交流电动机调速方法；（重点）27、理解液压传动系统的组成及工作原理；（难点）28、理解轧件跟踪的检测；（难点）29、了解轧制生产线上的数据区划分方法、主要数据区中数据的流动；（难点）30、掌握轧件跟踪的目的；

4、（重点）31、掌握轧件跟踪的方法；（重点）32、理解板带钢（热连轧、冷连轧）生产线上轧件跟踪实现（重点）33、熟练掌握厚板轧制过程中轧件的跟踪；（重点）34、理解自动设定；（重点）35、了解预设定位置自动控制的用途；36、掌握轧辊压下位置自动控制系统的基本组成和结构；（重点）37、理解位置量的检测；（难点）38、掌握电动压下、液压压下APC工作原理；（重点）39、理解（立辊、侧导板、推钢机、板坯抽出机）位置自动控制实现；40、了解板带钢厚度波动的原因；41、了解厚度自动控制的定义及分类；42、理解厚度检测；（难点）43、掌握基本厚度自动控制系统的控制原理；（重点）44、熟练掌握反馈式、前馈式厚

5、度自动控制系统的基本原理；（重点）45、了解带钢全连续轧制时的动态变规格控制；（难点）46、理解厚度自动控制系统中的补偿控制原理和措施；（难点）47、理解（热连轧、冷连轧、薄带材）厚度自动控制实现；（重点）48、理解宽度控制的目的、组成、功能；49、理解板宽控制静态预定设定的任务；（重点）50、理解测宽仪及测量原理；（难点）51、掌握宝钢2050mm机组板宽的动态控制的工作原理；（重点）52、了解板宽控制的过程计算机系统的任务；53、了解T形坯的板宽控制的主要方法；（难点）54、了解板宽控制的基础自动化系统；55、了解板形；56、掌握带钢板形缺陷的种类及解决措施；（重点）57、了解板形控制方法

6、的历史发展；58、理解板形缺陷的表示方法；（难点）59、理解带钢平直条件；（难点）60、掌握板形的改善方法；（重点）61、理解板形检测；（难点）62、了解板形目标曲线的确定；（难点）63、掌握六辊轧机反馈式板形控制系统的主要组成部分和控制原理；（重点）64、了解板形调控机构设定计算；65、了解设定计算的控制策略；66、了解设定计算方法的分类；67、了解设定计算的流程；68、掌握热轧的温度和轧制力前馈控制；（重点）69、掌握冷轧的轧制力前馈控制；（重点）70、熟练掌握热、冷连轧机板形反馈控制原理；（重点）71、了解反馈控制策略；（难点）72、了解人工智能方法进行板形控制研究应用的现状；73、掌握

7、反馈控制的计算流程；（重点）74、掌握厚板平面形状控制的目的、能否成功的关键；（重点）75、掌握厚板平面形状的控制方法、控制原理；（重点）76、了解平面形状控制的计算机控制系统的实现；77、了解张力；78、掌握张力自动控制的方法（直接法、间接法）；（重点）79、理解张力的检测；（难点）80、理解棒材、线材轧制时的无张力控制的实现；81、理解主速度级联系统；（难点）82、理解伸长率的测量原理；（难点）83、掌握实现带钢伸长率自动控制的方式、主要方式；（重点）84、理解冷轧带钢连续退火机组中平整机伸长率自动控制的实现（重点）85、掌握温降数学模型的建立方法；（重点）86、理解温度的检测；（难点）8

8、7、掌握宝钢2050mm机组热轧带钢终轧温度动态控制方法；（重点）88、掌握宝钢2050mm机组热轧带钢卷取温度动态控制方法；（重点）89、理解热轧带钢、冷轧带钢板形控制的实现；（重点）90、了解带钢板形控制的新技术；三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一轧制过程控制系统讲授+实验10+44：1二轧件跟踪讲授44：1三位置自动控制讲授44：1四厚度自动控制讲授+实验8+44：1五带钢板形自动控制讲授84：1六连轧时张力设定计算和张力的自动控制讲授84：1七平整时带钢伸长率自动控制讲授24：1八轧制过程中带钢的温度自动控制讲授44：1四、课程各教学环节的要求1、实验

9、环节的基本要求：序号实验名称主要内容一轧机计算机控制系统的实践（1）二级计算机控制系统的组成、任务、功能；（2）轧机传动控制系统；（3）PLC工作原理及应用。二轧机厚度自动控制系统的实践（1）轧机自动控制系统的基本结构；（2）厚度控制的基本原理；（3）厚度自动控制功能的实现。五、本课程与其他课程的联系先修课程：电路与电子技术、visual Basic程序设计、材料加工传热学、材料加工力学、材料加工实验与测试技术、材料固态成型理论、材料加工设备与车间设计、生产实习；后续课程：专业选修课。六、教学参考书目轧制过程自动化丁修堃.北京：冶金工业出版社，2009.第3版钢铁工业自动化（轧钢卷）薛兴昌，马竹梧，沈标正等. 北京：冶金工业出版社，2010.第