[發明專利]一種中厚板層流冷卻控制方法

無效

• 申請號: 200810012350.4
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN101433919A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 張殿華;周娜;劉相華;李建平;李旭;王丙興
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李運萍

技術領域

本發明屬于軋鋼自動控制技術領域，特別涉及一種中厚板層流冷卻控制方法。

背景技術

在中厚板冷卻過程中，通常用紅外線測溫儀測量鋼板的冷卻溫度，為了減少外界因素干擾，提高測量準確性、便于測溫儀的維護，層流冷卻出口的測溫儀一般安裝在離冷卻設備出口1-5m的位置，如圖1所示。測溫儀相對控制點檢測滯后很大，檢測得到的鋼板溫度與層流冷卻設備出口處的鋼板溫度不是在同一時間內產生的，實際出口處的鋼板溫度得不到及時反映，使層流冷卻控制系統有一個時間滯后τ，用(1)式來表示：

τ=Lgv---(1)]]>

式中，τ--滯后時間；v--鋼板運行速度；L_g--末段冷卻集管到測溫儀的距離。

從控制理論可知，對象純滯后時間τ的存在對控制系統是極為不利的。它使控制系統的穩定性降低，特別是衡量純滯后對系統影響程度的特性參數τT≥0.5]]>的對象(這里T為對象的時間常數)，若采用常規PID控制是很難獲得良好控制質量的。

關于大滯后控制系統方面，雖然有過不少研究，但實際的控制效果卻并不令人滿意。這些控制策略難以兼顧系統的動態調節的快速性和靜態的高精度，且調節器參數選擇不當，系統容易產生振蕩。例如，較常用的方法是采用定時采樣的積分控制方式，為了減少系統調節過程中的振蕩現象，往往將積分時間選擇較長，從而大大地降低了系統的快速性。由式(1)可知，鋼板運行速度的變化會使系統的滯后時間τ也將發生變化，盡管在積分器中考慮到了速度補償，但速度變化對控制品質仍然會有相當的影響。

發明內容

針對現有鋼板層流冷卻過程中存在的問題，本發明提供一種即具有動態調節快速性并兼有靜態高精度的一種中厚板層流冷卻控制方法，以替代目前層流冷卻控制中使用的傳統控制方法，從而提高產品的溫度控制精度。

本發明控制方法對冷卻控制系統，有如下的基本要求：

1)層流冷卻出口安裝有測溫儀，測溫儀可以輸出與溫度或溫差成比例的電壓或電流模擬信號，也可以是數字信號，要求測溫儀的響應時間大大小于系統的純滯后時間。

2)為了對鋼板的樣本進行跟蹤，要求有對出口鋼板進行長度測量的儀表，比如在輸出輥道的主傳動電機上安裝有編碼器來間接對鋼板長度進行測量。

3)有一臺帶有模擬輸入輸出接口板、可以進行數學運算的計算機系統或PLC，例如具有模擬輸入和輸出接口板的SIEMENS?S7-400PLC，以讀取測厚儀輸出的厚度信號、進行帶鋼樣本跟蹤和進行控制率的存儲、計算及輸出。

本發明工作原理是：依賴于冷卻控制系統PLC，控制器上反向并聯一個Smith補償器，當溫度設定值與溫度測量值有偏差時，判定其偏差的正負和大小，通過Smith補償后的流量調節閥給出流量調節量，使溫度測量值與設定值吻合。如果一個現有的板帶軋鋼系統已兼備了以上基本條件，則只要加入相關的控制程序即可。

本發明的控制方法包括如下步驟：

輸入冷卻設備的相關數據，這些數據包括：系統的慣性時間常數T₁，系數K，末段冷卻集管到測溫儀的距離L_g；