1、应用场景

河北省是名副其实的钢铁大省，全省钢产量约占全国钢产量的四分之一，钢铁产业的兴衰在河北省地方经济和社会发展中有着举足轻重的影响。能够在国产轧机上应用自主知识产权的先进智能板厚控制技术提高板厚精度，是提高我国钢铁企业经济效益和冷轧产品市场竞争力的必要选择，也是打开我国钢铁工业向创新型智能化方向发展新局面、促进工业化和信息化深度融合、推动国内智能元器件等系列产业发展的必由之路。该研究承担国家自然科学基金1项、河北省重点项目1项。冷带轧机高精度液压厚度自动控制技术主要应用于冷带轧机生产线上，用于控制轧制板材的厚度，以保证板材的均匀性和精度。该技术可以实现高精度、高速度的厚度控制，提高板材的产品质量和生产效率，降低生产成本。该技术主要解决的是板材生产过程中的厚度控制问题。在传统的生产方式中，人工调整轧机的工艺参数，如轧辊压力等，以达到所需的板材厚度，但是这种方式不仅效率低下，而且容易出现误差，导致产品质量下降。而采用自动控制技术，可以实时监测和调整轧机的工艺参数，以保证板材厚度的稳定和精度。该技术的实际应用中存在一些困难，例如传感器损坏、噪声干扰、液压系统故障等问题，都可能导致厚度控制精度降低。此外，不同材料的轧制过程也存在差异，需要针对不同的材料进行参数的优化和调整，以保证厚度控制效果的稳定和可靠。

2、技术优势

两级计算机系统（过程控制级和过程优化级）。过程控制机能够实现轧制辊缝、轧制力、张力、速度、弯辊力、出口板厚等闭环控制，并具有设限频域前馈（预控）、秒流量控制以及分级协调、柔性切换、变增益死区、厚度定位波函数模型、过焊缝、动态变规格、弹跳补偿、加减速补偿、辊系偏心补偿、轧辊热膨胀补偿等技术，区分各环路的快慢先后，保证了系统稳定、快速工作，实现了板厚控制的高精度、高速度、高可靠性与连续性。

高响应全数字计算机控制系统。轧机控制系统为多变量复杂控制系统，包括架间动/静张力闭环、液压伺服位置/压力闭环、液压弯辊力闭环和测厚仪厚度闭环等控制回路。高响应全数字控制器使改进型PID控制算法、设限频域控制算法、轧制过程定位算法等复杂先进控制策略的应用成为可能，并实现对同一控制对象多控制器的柔性切换。全数字控制系统具有参数调整灵活、性能稳定及通讯方便等优点。

多网络融合控制系统。由工业以太网、Profibus现场总线、全局变量共享内存（GDM）和机架背板总线等网络协议构成多网络融合控制系统，采用“快慢分离”策略以保证快速控制系统的实时性。多网络融合控制系统对减少硬件成本，提高可靠性，提高系统可维护性和增强系统控制能力具有重要作用。

过程控制级自适应自学习智能控制系统。在过程控制级工程师站通过自适应自学习智能控制系统对轧制参数、控制器参数和系统参数进行寻优。智能控制系统减轻了操作人员和工程师工作负担，减少了系统故障率，提高了系统品质和效率。

两级计算机系统的过程优化机系统功能完备。实现了最优轧制规程自动生成，轧制过程全状态监测、数据库管理。具有丰富、精准的数学模型、最优轧制规程计算、模型自适应/自学习、焊缝跟踪、物料跟踪、全状态监测、数据库管理等功能。并利用数据驱动诊断策略，综合数据挖掘、信息融合和专家信息实现对系统软故障的有效诊断，实现了系统硬故障实时报警显示和软故障的有效诊断。

性能指标如下：

厚控精度<1%

焊缝跟踪轧制区<200mm

智能分切成功率达98%

智能启车提速改变过去“小步快跑”为“一次到位”

3、关键问题

以上技术成果均由燕山大学姜万录教授带领科研团队独立主持完成，从技术方案、到设备制造、到整线投产，燕大团队投入了巨大心血，承担的具体工作如下：

智能板厚控制系统。包括轧制工艺规程优化匹配、工艺参数高精度控制与自学习、轧辊偏心智能补偿控制、在线轧辊热膨胀智能补偿控制、模型自适应和神经元网络训练、动态变规格智能控制等技术。

智能跟踪系统。包括以钢卷跟踪为基础的物料智能跟踪和数据智能跟踪、以带钢特征点跟踪为基础的带钢映像智能跟踪和以带钢段跟踪为基础的智能跟踪。

智能起车提速控制系统。包括快速起车智能策略，加减速智能补偿技术，带钢起车伤辊断带智能防护策略。

智能分切卷取系统。包括助卷机分卷速度与张力参数智能设定和飞剪、双卷筒、夹送辊、助/卸卷设备的智能协调控制。