本发明专利技术公开了一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制系统及其控制方法，本发明专利技术通过结晶器上的进水温度检测器和回水温度检测器计算出结晶器的热流值，根据热流值对结晶器冷却水设定流量进行修正，通过改变冷却水配水量达到消除结晶器导热性能发生改变时对铸坯质量和浇铸安全的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连铸机自动控制技术，尤其是涉及一种。
技术介绍
冶金工业的连铸机生产中，结晶器是最关键的设备之一，结晶器冷却水控制系统是连铸机高效稳定生产的重要因素之一。连铸机如何高效稳定高质量的工作是人们一直重点关注的问题，结晶器冷却水冷却强度不合适会影响铸坯表面质量甚至诱发漏钢的恶性事故，因此建立可靠的结晶器冷却水配水模型，应用先进的配水策略是提高铸坯质量、提高浇铸效率的关键。如图1所示，为现有技术中模型控制系统的工作流程图；如图2所示，为现有技术中模型控制原理图。模型控制系统包括电磁流量计、数据采集模块、CPU、信号输出模块、气动调节阀、通信模块、二级模型和人机操作界面(HMI)等结构。连铸的结晶器冷却水区由结晶器左侧窄边、结晶器右侧窄边、结晶器固定侧、结晶器松动侧四个冷却区组成。目前的使用的是基于铸坯钢种和断面的结晶器冷却水水控制模型，即根据不同钢种、不同断面设定不同的结晶器冷却水水水量，仅当铸坯钢种和断面发生改变时结晶器冷却水水量改变，此方法是以生产实践为基础，参考多次合格铸坯的配水量归纳分类，并结合一定的数学模型研究，确定出的钢种和断面同结晶器冷却水配水水量的关系，以水表的形式存储在上位机中，由PLC根据上位机水表设定的结晶器冷却水水配水量进行PID自动控制。上述方法PLC可以保证结晶器配水量同钢种和断面变化一致。上述结晶器冷却水控制系统仅与水量和钢种有关，没有考虑结晶器的导热性能。这种模型在浇铸过程稳定的情况下使用没有问题。但是这种模型有明显的缺陷:仅在浇铸过程稳定的情况下能正常使用，当现场环境或者工艺因素有变化时无法适用。当钢水中氢元素含量增高时，结晶器保护渣的导热性能恶化，结晶器导热性能发生改变。如果依然按照模型计算出的冷却水给定量进行浇铸会导致结晶器内铸坯坯壳生成不均匀甚至坯壳生成厚度不足，影响铸坯质量甚至诱发漏钢。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制系统，克服了结晶器导热性能发生变化时对铸坯质量和浇铸安全的影响。技术方案如下:一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制系统，包括:进水温度检测器，用于检测结晶器的进水温度，并将检测到的结晶器进水温度值发送给数据采集模块；回水温度检测器，用于检测结晶器的回水温度，并将检测到的结晶器回水温度值发送给数据采集模块；电磁流量计，用于检测结晶器的冷却水流量，并将实际冷却水流量值传送到数据采集模块；数据采集模块，用于将冷却水流量值、结晶器进水温度值和结晶器回水温度值分别转换为识别CPU的信号，并将处理后的信号传送到CPU ；CPU，根据结晶器进水温度值和结晶器回水温度值得到的设定冷却水流量值与所述实际冷却水流量值进行PID运算，形成控制信号，并将所述控制信号发送给信号输出模块；信号输出模块，用于将CPU生成的所述控制信号发送给气动调节阀；气动调节阀，根据接收到的控制信号调节开度，实现结晶器冷却水的调节。进一步:所述CPU根据结晶器进水温度值和结晶器回水温度值计算出当前结晶器的实际热流值，并将实际热流值同存储在所述CPU中的设定基准热流值进行比较得出热流偏差值，根据热流偏差值计算出修正后的设定冷却水流量值；随后CPU根据电磁流量计的冷却水流量信号计算出当前结晶器实际冷却水流量，根据设定冷却水流量值和实际冷却水流量值进行PID运算，形成控制信号。进一步:所述CPU通过通信模块同冷却水配水模型进行通信，设定冷却水流量由冷却水配水模型发送到CPU中，CPU接到信号后结合数据采集模块接收到得进水温度值和回水温度温度值计算的修正后的设定冷却水流量值，然后通过所述信号输出模块控制所述气动调节阀开始动作直到所述电磁流量计反馈的实际冷却水流量同修正后的设定冷却水流量值的偏差在一定范围内为止。进一步:设定冷却水流量值通过公式Q=a A T+Qs和A T=Ts-Tp得到；其中，Q为结晶器某冷却区的配水量，a为特定钢种和断面条件下的结晶器冷却区控制参数，T为特定钢种、特定保护渣和特定断面条件下的热流偏差值，Ts为存储在CPU中的设定基准热流设定值，Tp为计算出当前结晶器的实际热流值，Qs为传统冷却水配水模型得出的冷却水流量设定值。进一步:所述控制信号中气动调节阀的开口度通过公式F=K(KP A Q+KIX /AQ.dt)和Q=Q-Qp得到；其中，F为气动调节阀的开口度，K表示PID的系数，KP表示比例系数，KI表示积分系数，Qp为计算出当前结晶器实际冷却水水流量，AQ冷却水流量的偏差值。本专利技术所解决的另一个技术问题是提供一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制方法，克服了结晶器导热性能发生变化时对铸坯质量和浇铸安全的影响。技术方案如下:一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制方法，包括:进水温度检测器检测结晶器的进水温度，并将检测到的结晶器进水温度值发送给数据采集模块；回水温度检测器检测结晶器的回水温度，并将检测到的结晶器回水温度值发送给数据采集模块；电磁流量计检测结晶器的冷却水流量，并将实际冷却水流量值传送到数据采集模块；数据采集模块将冷却水流量值、结晶器进水温度值和结晶器回水温度值分别转换为识别CPU的信号，并将处理后的信号传送到CPU ；CPU根据结晶器进水温度值和结晶器回水温度值得到的设定冷却水流量值与所述实际冷却水流量值进行PID运算，形成控制信号，并将所述控制信号发送给信号输出模块；信号输出模块将CPU生成的所述控制信号发送给气动调节阀；气动调节阀根据接收到的控制信号调节开度，实现结晶器冷却水的调节。进一步:所述CPU根据结晶器进水温度值和结晶器回水温度值计算出当前结晶器的实际热流值，并将实际热流值同存储在所述CPU中的设定基准热流值进行比较得出热流偏差值，根据热流偏差值计算出修正后的设定冷却水流量值；随后CPU根据电磁流量计的冷却水流量信号计算出当前结晶器实际冷却水流量，根据设定冷却水流量值和实际冷却水流量值进行PID运算，形成控制信号。进一步:所述CPU通过通信模块同冷却水配水模型进行通信，设定冷却水流量由冷却水配水模型发送到CPU中，CPU接到信号后结合数据采集模块接收到得进水温度值和回水温度温度值计算的修正后的设定冷却水流量值，然后通过所述信号输出模块控制所述气动调节阀开始动作直到所述电磁流量计反馈的实际冷却水流量同修正后的设定冷却水流量值的偏差在一定范围内为止。进一步:设定冷却水流量值通过公式Q=a A T+Qs和A T=Ts-Tp得到；其中，Q为结晶器某冷却区的配水量，a为特定钢种和断面条件下的结晶器冷却区控制参数，T为特定钢种、特定保护渣和特定断面条件下的热流偏差值，Ts为存储在CPU中的设定基准热流设定值，Tp为计算出当前结晶器的实际热流值，Qs为传统冷却水配水模型得出的冷却水流量设定值。进一步:所述控制信号中气动调节阀的开口度通过公式F=K(KP A Q+KIX /AQ.dt)和Q=Q-Qp得到；其中，F为气动调节阀的开口度，K表示PID的系数，KP表示比例系数，KI表示积分系数，Qp为计算出当前结晶器实际冷却水水流量，AQ冷却水流量的偏差值。与现有技术相比，技术效果包括:1、本专利技术不仅考虑了不同钢种、不同断面设定不同的结晶器冷却水水水量对结晶器冷却水水量的影响，还设定了结晶器导热性能发生变化时调节结晶器冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型连铸机结晶器冷却水自动控制系统，包括：进水温度检测器，用于检测结晶器的进水温度，并将检测到的结晶器进水温度值发送给数据采集模块；回水温度检测器，用于检测结晶器的回水温度，并将检测到的结晶器回水温度值发送给数据采集模块；电磁流量计，用于检测结晶器的冷却水流量，并将实际冷却水流量值传送到数据采集模块；数据采集模块，用于将冷却水流量值、结晶器进水温度值和结晶器回水温度值分别转换为识别CPU的信号，并将处理后的信号传送到CPU；CPU，根据结晶器进水温度值和结晶器回水温度值得到的设定冷却水流量值与所述实际冷却水流量值进行PID运算，形成控制信号，并将所述控制信号发送给信号输出模块；信号输出模块，用于将CPU生成的所述控制信号发送给气动调节阀；气动调节阀，根据接收到的控制信号调节开度，实现结晶器冷却水的调节。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩基伟，杨文玉，李台龙，丁晓志，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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