[發(fā)明專利]中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)的動態(tài)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010208269.0
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN102294366A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王笑波;劉曄;羅劼;吳扣根
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中鋼板軋后冷卻控制方法，尤其涉及中厚鋼板軋后冷卻控制系統(tǒng)的一種動態(tài)控制方法。

背景技術(shù)

冶金領(lǐng)域中，為了保證鋼板成品的質(zhì)量符合產(chǎn)品規(guī)格要求，需要由鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)對鋼板軋后冷卻溫度進(jìn)行控制。現(xiàn)有的中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)，無法檢測冷卻過程中冷卻區(qū)內(nèi)鋼板溫度變化的實時數(shù)據(jù)，因此無法根據(jù)鋼板實時溫度變化對冷卻過程進(jìn)行動態(tài)控制。缺乏動態(tài)控制使得中厚鋼板冷卻過程存在動態(tài)擾動，或設(shè)定值出現(xiàn)偏差時，控制系統(tǒng)很難通過閉環(huán)反饋對整個冷卻過程進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。此外，中厚鋼板的冷卻控制過程還需要實現(xiàn)冷卻溫度在鋼板長度方向上分布均勻。因此，在中厚鋼板加速冷卻過程中，如何抑制動態(tài)擾動，提高終冷溫度的控制精度，并保證鋼板在其長度方向上溫度分布均勻是中厚鋼板加速冷卻控制未解決的技術(shù)難點(diǎn)。

龔彩軍，于明，蔡曉輝，王國棟等人在《東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》(2005，26(2))604-608頁發(fā)表了一篇題為“中厚鋼板軋后冷卻的過程控制”的科技文獻(xiàn)。該文獻(xiàn)中記載了一種中厚鋼板軋后冷卻的過程控制方法，其是把中厚鋼板的軋后冷卻過程的控制系統(tǒng)分兩層，上層為監(jiān)督控制層，給出冷卻每塊鋼板所需的冷卻水流量密度、輥道速度等控制變量的設(shè)定值；底層為現(xiàn)場回路控制層，根據(jù)設(shè)定值對各底層回路進(jìn)行控制。該方法主要解決了如何優(yōu)化設(shè)定值的問題，但是并未考慮當(dāng)出現(xiàn)干擾因素時，例如鋼板打滑、冷卻水流量出現(xiàn)變化、設(shè)定值出現(xiàn)偏差時，如何動態(tài)調(diào)整控制量，從而使鋼板達(dá)到終冷目標(biāo)溫度，并在鋼板全長范圍內(nèi)實現(xiàn)溫度分布均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)的動態(tài)控制方法，該方法可以實時檢測鋼板的冷卻溫度，并根據(jù)實時溫度進(jìn)行動態(tài)控制，用以克服過程擾動，以及鋼板進(jìn)冷卻區(qū)前溫度不均勻帶來的不利影響，從而提高鋼板冷卻溫度的控制精度，保證鋼板在長度方向上冷卻的均勻性。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：通過一觀測器測得中厚鋼板當(dāng)前時刻的溫度分布數(shù)據(jù)，然后控制實現(xiàn)中厚鋼板不同位置處的表面溫度和中心溫度與目標(biāo)設(shè)定值一致。即在每個控制周期內(nèi)的控制目標(biāo)為：在下一控制周期內(nèi)實現(xiàn)鋼板的溫度分布與目標(biāo)溫度偏差最小。該方法采用的控制模型為在目標(biāo)溫度附近的線性化速度響應(yīng)模型，通過在控制目標(biāo)上選取不同的權(quán)值使得鋼板越接近冷卻區(qū)出口處，鋼板溫度與設(shè)定值之間的偏差就越小。

根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)的動態(tài)控制方法，其包括下列步驟：

(1)設(shè)定冷卻區(qū)中j處中厚鋼板的表面溫度設(shè)定值為設(shè)定j處中厚鋼板的中心溫度設(shè)定值為并將該設(shè)定值存儲于一優(yōu)化器內(nèi)，所述優(yōu)化器與中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)連接，所述j為冷卻區(qū)中沿中厚鋼板行走方向上n個點(diǎn)中的任意一點(diǎn)，j＝1，2，...，n；

(2)中厚鋼板行走進(jìn)入冷卻區(qū)，一觀測器實時測得k時刻j處的中厚鋼板表面溫度值T_1j(k)，以及j處的中厚鋼板中心溫度值T_cj(k)，所述觀測器與中厚鋼板在線冷卻控制系統(tǒng)連接；

(3)所述觀測器將測得的k時刻中厚鋼板表面溫度值T_1j(k)和中心溫度值T_cj(k)傳輸至一與觀測器連接的速度響應(yīng)模塊，由速度響應(yīng)模塊計算得到k+1時刻j處中厚鋼板表面溫度值T_1j(k+1)和中心溫度值T_cj(k+1)，所述速度相應(yīng)模塊的計算模型為：