本書主要介紹以“信息深度感知、精準協(xié)調控制、智能優(yōu)化決策”的智能化為手段,以“高精度成型、高性能成性、減量化成分設計、減排放清潔工藝”的綠色化為目標,為研究與開發(fā)新一代的數(shù)字化中厚板軋制CPS系統(tǒng)。 本書結合東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室多年來在中厚板軋制控制技術方面的研究成果與工程應用業(yè)績,對中厚板軋制過程的智能制造關鍵技術進行了系統(tǒng)的梳理和總結,為進一步以“信息深度感知、精準協(xié)調控制、智能優(yōu)化決策”的智能化為手段,以“高精度成型、高性能成性、減量化成分設計、減排放清潔工藝”的綠色化為目標,為研究與開發(fā)新一代的智能化綠色化中厚板軋制控制系統(tǒng),總結經(jīng)驗、聚焦問題和開拓發(fā)展奠定堅實的基礎。 本書可供鋼鐵企業(yè)管理層和工程技術人員閱讀,也可供冶金自動化技術的科研、設計、生產(chǎn)維護人員以及大專院校的自動化、計算機、機電專業(yè)師生參考。
丁敬國,博士,東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室特聘研究員,博士生導師。2004年獲得東北大學材料成型及控制工程專業(yè)學士學位,2009年獲得東北大學材料加工工程專業(yè)博士學位。作為項目負責人承擔國家自然科學基金青年基金(2016)、國家重點研發(fā)計劃子課題(2017、2019)、遼寧省自然科學基金面上項目(2019)、中央引導地方科技發(fā)展資金項目(2022)、國家自然科學基金-區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金(遼寧)項目課題(2022)等國家級和省部級項目10余項。在技術創(chuàng)新及工程實踐方面,作為負責人承擔企業(yè)科技研發(fā)項目10余項,經(jīng)費超過3000萬元,完成了具有自主知識產(chǎn)權的板帶軋制過程控制模型與智能優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā),并在武鋼、河鋼等多條熱軋冷軋中厚板軋制生產(chǎn)線實現(xiàn)在線應用,厚度、板形精度與控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性等關鍵指標達到了國際先進水平,獲得了良好的經(jīng)濟社會效益。,周平,山鋼集團山鋼研究院高級研究員、鋼鐵共性技術研究所所長,承擔重大科技研發(fā)項目30余項,部分項目達到國際領先水平,其中國家重大科技專項10項,獲得授權專利64項,發(fā)表論文58篇,制定標準15項。
1軋區(qū)大數(shù)據(jù)信息處理平臺構建和信息處理技術...PAGEREF_Toc111987742 \h1 1.1面向智能制造的軋區(qū)大數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)...PAGEREF _Toc111987743 \h2 1.1.1大數(shù)據(jù)和計算機信息處理技術概述...PAGEREF _Toc111987745 \h2 1.1.2大數(shù)據(jù)環(huán)境下信息處理技術需解決的主要問題...PAGEREF _Toc111987746 \h2 1.1.3軋區(qū)大數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)需求與主要特點...PAGEREF _Toc111987747 \h2 1.2面向應用的數(shù)據(jù)信息管理技術...PAGEREF _Toc111987748 \h2 1.2.1軋線信息管理系統(tǒng)特征分析...PAGEREF _Toc111987749 \h2 1.2.2軋線信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)關鍵技術...PAGEREF _Toc111987750 \h2 1.2.3軋線信息管理系統(tǒng)設計與開發(fā)...PAGEREF _Toc111987751 \h2 1.3數(shù)據(jù)時空匹配算法溯源生產(chǎn)工藝...PAGEREF _Toc111987752 \h2 1.3.1軋線生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分類...PAGEREF _Toc111987753 \h2 1.3.2多源數(shù)據(jù)時空匹配算法設計...PAGEREF _Toc111987754 \h2 1.3.3生產(chǎn)質量溯源算法設計與應用...PAGEREF _Toc111987755 \h2 1.4滿足智能制造應用的軋機過程控制架構...PAGEREF _Toc111987756 \h2 1.4.1軋機過程控制架構概述...PAGEREF _Toc111987757 \h2 1.4.2軋機過程控制平臺設計...PAGEREF _Toc111987758 \h4 1.4.3基于智能制造的軋機過程控制平臺優(yōu)化與改進...PAGEREF _Toc111987759 \h7 2基于動態(tài)數(shù)字孿生模型的工藝模型優(yōu)化技術...PAGEREF_Toc111987760 \h9 2.1軋件全平面厚度精度的智能優(yōu)化控制技術...PAGEREF _Toc111987761 \h9 2.1.1壓下系統(tǒng)動態(tài)控制模型...PAGEREF _Toc111987762 \h9 2.1.2高精度厚度控制模型開發(fā)...PAGEREF _Toc111987763 \h13 2.1.3絕對AGC允視穸瓤刂撲惴�...PAGEREF _Toc111987764 \h18 2.1.4非穩(wěn)定段智能化多點設定厚度控制技術...PAGEREF _Toc111987765 \h20 2.1.5基于多點設定方法的全長高精度厚度綜合控制技術...PAGEREF _Toc111987766 \h25 2.2軋件寬度尺寸精度的智能控制技術...PAGEREF _Toc111987767 \h27 2.2.1中厚板軋制過程的寬度預測模型...PAGEREF _Toc111987768 \h27 2.2.2寬度智能控制技術...PAGEREF _Toc111987769 \h31 2.3軋件三維尺度的溫度高精度預測與控制技術...PAGEREF _Toc111987770 \h37 2.3.1軋件溫度預測與控制技術發(fā)展概況...PAGEREF _Toc111987771 \h37 2.3.2基于軟測量的溫度推理技術...PAGEREF _Toc111987772 \h38 2.3.3軋件溫度預測和控制智能模型的應用...PAGEREF _Toc111987773 \h47 2.4復合智能化過程控制模型優(yōu)化技術...PAGEREF _Toc111987774 \h49 2.4.1中厚板軋機過程控制模型的概況及發(fā)展趨勢...PAGEREF _Toc111987775 \h49 2.4.2核心過程控制模型的智能優(yōu)化...PAGEREF _Toc111987776 \h51 2.4.3核心工藝設定道次修正算法智能優(yōu)化...PAGEREF _Toc111987777 \h61 2.4.4核心工藝設定自學習算法智能優(yōu)化...PAGEREF _Toc111987778 \h63 2.4.5智能化過程控制模型的應用...PAGEREF _Toc111987779 \h66 3平面形狀智能化檢測與模型自適應學習控制技術...PAGEREF_Toc111987780 \h71 3.1平面形狀檢測辨識系統(tǒng)開發(fā)...PAGEREF _Toc111987781 \h71 3.1.1平面形狀檢測識別系統(tǒng)配置...PAGEREF _Toc111987782 \h71 3.1.2平面形狀檢測識別系統(tǒng)開發(fā)...PAGEREF _Toc111987783 \h72 3.2平面形狀控制模型設定模型...PAGEREF _Toc111987784 \h87 3.2.1傳統(tǒng)平面形狀控制設定模型...PAGEREF _Toc111987785 \h87 3.2.2多維變尺度平面形狀設定...PAGEREF _Toc111987786 \h93 3.3平面形狀控制的智能優(yōu)化技術...PAGEREF _Toc111987787 \h95 3.3.1基于視覺反饋的設定模型智能優(yōu)化...PAGEREF _Toc111987788 \h95 3.3.2基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的平面形狀智能優(yōu)化...PAGEREF _Toc111987789 \h97 4基于機器視覺的側彎檢測、控制與診斷技術...PAGEREF_Toc111987790 \h111 4.1基于圖像處理算法的軋件側彎檢測辨識系統(tǒng)...PAGEREF _Toc111987791 \h111 4.1.1軋件側彎檢測辨識系統(tǒng)設計...PAGEREF _Toc111987792 \h111 4.1.2軋件側彎檢測辨識系統(tǒng)開發(fā)...PAGEREF _Toc111987793 \h111 4.2軋件側彎反饋控制技術...PAGEREF _Toc111987794 \h111 4.2.1中厚板側彎運動方程的建立和研究...PAGEREF _Toc111987795 \h111 4.2.2橫向不對稱輥系彈性變形模型的建立...PAGEREF _Toc111987796 \h116 4.2.3側彎反饋控制模型及控制策略的研究...PAGEREF _Toc111987797 \h129 4.3軋件側彎診斷控制技術...PAGEREF _Toc111987798 \h142 4.3.1中厚板側彎影響規(guī)律的研究...PAGEREF _Toc111987799 \h142 4.3.2中厚板側彎診斷策略...PAGEREF _Toc111987800 \h158 5基于機器視覺的翹扣頭檢測、預測與控制技術...PAGEREF_Toc111987801 \h165 5.1基于圖像處理算法的軋件翹扣頭檢測辨識系統(tǒng)...PAGEREF _Toc111987802 \h165 5.1.1軋件翹扣頭檢測辨識系統(tǒng)設計...PAGEREF _Toc111987803 \h165 5.1.2軋件翹扣頭檢測辨識系統(tǒng)開發(fā)...PAGEREF _Toc111987804 \h168 5.2軋件翹扣頭預測與控制技術...PAGEREF _Toc111987805 \h170 5.2.1中厚板厚向不對稱變形機理...PAGEREF _Toc111987806 \h170 5.2.2中厚板不對稱變形的影響因素...PAGEREF _Toc111987807 \h170 6軋區(qū)自動軋鋼與軋制節(jié)奏智能控制技術...PAGEREF_Toc111987808 \h177 6.1基于有限狀態(tài)機軋件微跟蹤模型...PAGEREF _Toc111987809 \h177 6.1.1有限狀態(tài)機的定義及描述方法...PAGEREF _Toc111987810 \h177 6.1.2中厚板軋線典型儀表布置...PAGEREF _Toc111987811 \h181 6.1.3中厚板軋件微跟蹤方法建立...PAGEREF _Toc111987812 \h184 6.1.4基于PLC的有限狀態(tài)機模型程序設計...PAGEREF _Toc111987813 \h188 6.2基于機器視覺中厚板軋件檢測方法...PAGEREF _Toc111987814 \h191 6.2.1機器視覺檢測系統(tǒng)的組成...PAGEREF _Toc111987815 \h191 6.2.2中厚板軋件檢測軟件設計...PAGEREF _Toc111987816 \h195 6.2.3中厚板軋件檢測結果分析...PAGEREF _Toc111987817 \h206 6.3中厚板自動軋鋼控制技術...PAGEREF _Toc111987818 \h211 6.3.1中厚板自動軋鋼系統(tǒng)設計...PAGEREF _Toc111987819 \h212 6.3.2中厚板軋件微跟蹤矯正技術...PAGEREF _Toc111987820 \h213 6.3.3中厚板柔性待溫技術開發(fā)...PAGEREF _Toc111987821 \h216 6.3.4生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)微跟蹤系統(tǒng)設計...PAGEREF _Toc111987822 \h216 6.4軋制節(jié)奏智能優(yōu)化控制技術...PAGEREF _Toc111987823 \h221 6.4.1中厚板軋制節(jié)奏總體設計...PAGEREF _Toc111987824 \h221 6.4.2軋制節(jié)奏自適應方法研究...PAGEREF _Toc111987825 \h221 6.4.3中厚板軋制節(jié)奏智能化控制...PAGEREF _Toc111987826 \h221 7基于虛擬技術的生產(chǎn)系統(tǒng)仿真與智能診斷技術...PAGEREF_Toc111987827 \h222 7.1基于動態(tài)數(shù)字孿生的軋線虛擬軋鋼系統(tǒng)...PAGEREF _Toc111987828 \h222 7.1.1軋線虛擬軋鋼系統(tǒng)總體結構...PAGEREF _Toc111987829 \h222 7.1.2軋制過程動態(tài)模型建立...PAGEREF _Toc111987830 \h222 7.1.3基于動態(tài)數(shù)字孿生的虛擬軋鋼系統(tǒng)應用...PAGEREF _Toc111987831 \h222 7.2關鍵設備故障三維智能化診斷技術...PAGEREF _Toc111987832 \h222 7.2.1軋線關鍵設備故障診斷分析...PAGEREF _Toc111987833 \h222 7.2.2設備故障診斷智能化算法概述...PAGEREF _Toc111987834 \h222 7.2.3設備三維智能化診斷技術研發(fā)...PAGEREF _Toc111987835 \h222 7.3基于仿真技術的虛擬軋制試驗技術...PAGEREF _Toc111987836 \h222 7.3.1虛擬軋制系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐平臺構建...PAGEREF _Toc111987837 \h222 7.3.2虛擬軋制系統(tǒng)總體結構設計...PAGEREF _Toc111987838 \h222 7.3.3仿真軋制過程數(shù)學模型...PAGEREF _Toc111987839 \h222 7.3.4動態(tài)軋制過程實時再現(xiàn)與仿真...PAGEREF _Toc111987840 \h222