为了确保铝板铸轧能够持续稳定进行,必须控制流入与流出铸轧区的铝液量处于平衡状态,即必须使铝板铸轧的前槽的铝熔体处于一定的高度。随着国内铝板生产行业向铝板铸轧的速度越来越快、铝板的宽度越来越宽且厚度越来越薄、铝板铸轧生产线的自动化水平越来越高的方向前进,因此对铝板铸轧的生产线工艺水平和自动化程度提出了更高要求,对前槽液面高度的控制精度也提出了更高的要求。以郑州某铝业公司的铝板铸轧生产线为基础,对铝板铸轧的前槽液面控制系统进行了研究。通过对铝板铸轧工艺流程的分析,掌握流槽与前槽之间的铝液流动以及前槽液面控制系统的形式;分析了前槽液面控制系统的特点和工作原理,建立了等效的流槽和前槽的双容液槽数学模型,分析得到系统的传递函数。针对前槽铝液面控制的大惯性、多扰动等特点,提出了传统的PID控制和参数自调节模糊PID控制这两种策略,在Matlab/Simulink上建模仿真对比了两者的调控效果,为系统选择控制策略提供了理论依据。在分析了前槽液面控制系统的设计要求及难点的基础上,提出了系统的整体设计方案,以HMI和PLC为控制核心,用激光传感器测量距离,以伺服电机作为执行机构。PLC的主要功能是对伺服电机的运动进行控制,应用模块化编程的思想编写PLC的运动梯形程序图,以手动/自动切换控制程序为运动控制核心,并辅以冷却设备启动程序、警报器启动程序等。HMI的主要功能是采集激光传感器的实际测量距离和显示距离误差、开关状态、运动模拟画面,并将增量PID控制运算所得的控制增量传递给PLC。最后,搭建了水箱实验平台对流槽和前槽之间的液体流动和调节阀控制进行实验,记录实时距离和距离偏差进行分析,验证所设计的前槽液面控制系统的合理性和可靠性。生产实践表明,该液面控制系统具有良好的液面控制精度,自动化程度高,提高了铝板的质量,具有良好的实用价值。