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材料成形过程自动化课程教学大纲
课程名称：材料成形过程自动化
英文名称：Automat i on of Mater i a I s Form i ng Process
课程编号：X3010721
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：材料成型及控制工程—、课程的性质和任务
本课程是材料成型及控制工程专业的专业课。通过对本课程的学习，使学生掌握材料成型过程自动化 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；9、理解P、PI、PD、PID控制算法的含义：
1（）、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；
20、理解电磁继电器的工作原理；21、理解可编程序控制器（PLC）的工作原理；
22、理解送料小车PLC控制系统程序设计；23、理解电力拖动系统组成及技术指标；
24、掌握他励直流电动机调速方法；25、理解轧机可逆调速系统；
26、掌握交流电动机调速方法；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、掌握轧件跟踪的月的；（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；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、掌握轧辐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（立辐、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：
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：
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、掌握六辗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、掌握张力白动控制的方法（直接法、间接法）；（重点）79、理解张力的检测：（难点）
80、了解棒材、线材轧制时的无张力控制；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R率自动控制的方式、主要方式；（重点）
84、了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：
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）
87、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）
三、教学方式及学时分配四、课程各教学环节的要求
序号
主要内容
主要教学 方式
学时分配
辅导答疑 比例
—-
轧制过程控制系统
讲授+实验
10+4
4： 1
二
轧件跟踪
讲授
4
4： 1
三
位置自动控制
讲授
4
4： 1
四
厚度自动控制
讲授+实验
8+4
4： 1
五
带钢板形自动控制
讲授
8
4： 1
六
连轧时张力设定计算和张力的自动控制
讲授
8
4： 1
七
平整时带钢伸长率自动控制
讲授
2
4： 1
八
轧制过程中带钢的温度自动控制
讲授
4
4： 1
1、实验环节的基本要求:
序号
实验名称
主要内容
1
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。
2
轧机厚度白动控制系统的实践
（1）轧机白动控制系统的基木结构；
（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》、《材料成形传热学》、《材料形型力学》、《材 料成形实验与测试技术》、《材料固态成形理论》、《材料成形设备与车间设计》、《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》丁修壁.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1版《冶金过程自动化基础》孙一康等.北京：冶金工业出版社，2006.第1版
《轧制过程自动化基础》郑申白，曾庆亮，李子林.北京：冶金工业出版社，2005.第1版《轧制过程自动化》丁修堑.北京：冶金工业出版社，2005.第2版
《轧制过程的计算机控制系统》赵刚，杨永立，北京：冶金工业出版社，2002.第1版