本文依托于国家经贸委“十五”国家重大技术装备研制项目“首钢3500mm中厚板轧机核心轧制技术和关键设备研制”，以首钢3500mm中厚板轧机自动化控制系统改造项目为背景，以中厚板轧机过程控制系统的开发和应用为研究对象，在过程控制系统的系统架构和功能实现方面开展研究工作，并将开发的过程控制系统成功应用于现场，取得良好的效果。研究内容和取得的主要进展如下： (1)中厚板轧机过程控制系统硬件及软件系统的架构。参考国内外中厚板轧机过程控制系统的软硬件系统设计，并考虑当前计算机技术的发展趋势，过程控制系统硬件采用通用PC服务器；系统开发平台和开发软件采用通用Windows系列的系统和软件。过程控制系统的开发采用多线程、模块化结构设计，以消息驱动机制建立模块间联系。现场应用证明这样的系统平台和软件配置可以满足过程控制系统开发和运行的要求，有其自身显著的优势。在保证系统稳定性的前提下，方便了系统开发，降低了系统成本。该系统架构具有很强的通用性和适应性，可以应用到其它类似的轧线控制上。 (2)实现中厚板轧机过程控制系统的轧件跟踪功能。将轧线根据控制和跟踪的需要进行逻辑分区划分，设计合理的跟踪数据流程和数据结构定义，利用跟踪事件判断得到相应的跟踪事件，对其进行跟踪事件处理，辅助以跟踪修正功能，实现轧件跟踪。在设计轧件跟踪功能的数据结构定义时，将跟踪分区信息、在线轧件信息以及轧制序列信息三组数据结构同时作为跟踪指示器，通过多个跟踪指示器的多次校验保证跟踪的准确性。 (3)中厚板轧机设定计算功能的在线实施。设计过程控制系统设定计算功能的数据流程和调用逻辑，以中厚板生产工艺过程为基础，利用生产过程中的实测数据，对设定计算功能进行多次调用，通过预设定计算、再设定计算、阶段前修正计算、道次修正计算、自学习计算以及待温时间修正计算，使设定计算功能获得较好的效果。 (4)实现中厚板轧制过程的全自动轧钢控制和轧制节奏控制。以过程控制系统为主导，在准确轧件跟踪的基础上，进行全自动轧钢控制的逻辑判断，获得相应的全自动轧钢控制信息。基础自动化根据控制信息，具体实现全自动轧钢控制过程。为了描述中厚板轧机多坯交叉轧制过程的时间及位置情况，提出时位图的概念，利用时位图清晰表达出多块轧件交叉轧制时在轧制线上的时间与空间的关系，为轧制节奏控制提供了依据。将时位图用于轧制模式编排和轧件干涉的校验，进而对坯料的出炉时间进行控制，实现轧制节奏优化，提高轧机的生产率。 (5)在线实现中厚板轧机的平面形状控制功能。在考虑全粘着条件前滑模型的基础上推导楔形段轧制时间的理论计算公式，通过离散化处理得到数值解，并应用于现场。对数值模拟方法建立的平面形状控制模型进行简化，给出平面形状控制参数计算以及控制参数极限值检查和修正过程。在线应用平面形状控制功能取得较好效果。 本套系统是首次由国内依靠自己力量开发，基于PC服务器，具有完备的系统管理、数据通讯、轧件跟踪、设定计算等功能的中厚板轧机过程控制系统。该系统成功应用于首钢3500mm中厚板轧机，首次由国内实现了中厚板轧机的全自动轧钢控制和在线平面形状控制功能。上述工作为成功完成国家经贸委“十五”国家重大技术装备研制项目“首钢3500mm中厚板轧机核心轧制技术和关键设备研制”规定的任务提供了基础，开发的具有完全自主知识产权的成套中厚板轧机过程控制系统软件，对提高我国的轧机自动化控制水平具有重要的意义。