冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法,S1、根据初始的加热效率因子和感应加热功率相关参数计算初始的感应加热功率设定值，用于试加热带钢；S2、判断修正加热效率因子的条件是否满足；S3、若修正加热效率因子的条件满足，则根据感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差的大小和方向修正计算新的加热效率因子，若修正加热效率因子的条件不满足，则保持加热效率因子不变；S4、根据步骤S3得到的加热效率因子和感应加热功率相关参数重新计算新的感应加热功率设定值，用于加热带钢；S5、重复步骤S2至步骤S4，直到停止感应加热。本方法提高感应加热温度控制的稳定性和快速性，进而提高了冷轧带钢产品质量。

【技术实现步骤摘要】
冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法
本专利技术属于冶金行业冷轧
，具体涉及一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法。
技术介绍
感应加热的工作原理是在被加热金属工件外绕上一组感应线圈，当感应线圈中流过某一频率的交流电流时，就会产生相同频率的交变磁通，交变磁通又会在金属工件中产生一定的感应电势，进而产生感应电流，感应电流再产生焦耳热，实现对金属工件的快速加热。感应加热具有加热速度快、功率调整灵活方便、非接触式加热、对加热对象表面无污染、温度均匀性好、环保节能等其它传统加热方式无可比拟的优点，近年来逐步在冷轧带钢生产中得到广泛的应用。通常感应加热器出口的带钢温度是冷轧带钢感应加热最重要的工艺控制指标，而感应加热器出口的带钢温度是通过控制感应加热装置的输出加热功率来间接实现的。现有的冷轧带钢感应加热出口带钢温度控制技术的做法是采用常规PI调节控制，即通过对出口测量温度和出口设定温度的偏差做比例积分运算，其比例积分运算的结果经归一化标度变换后作为感应加热器的功率设定值用于控制感应加热装置的输出功率。目前的冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法虽然经典且易于编程实现，但由于温度检测的时延滞后性，整定出合适的PI参数比较困难，且机组在生产过程中经常出现的短时过渡工况(如机组加速、机组减速、过焊缝)作为扰动因素容易造成感应器出口带钢温度超调和振荡，影响感应器出口带钢测量温度跟随设定温度的稳定性和快速性，进而影响冷轧带钢产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法,本方法提高感应加热温度控制的稳定性和快速性，进而提高了冷轧带钢产品质量。本专利技术所采用的技术方案是：一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，包括步骤：S1、根据初始的加热效率因子和感应加热功率相关参数计算初始的感应加热功率设定值，用于试加热带钢；S2、判断修正加热效率因子的条件是否满足；S3、若修正加热效率因子的条件满足，则根据感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差的大小和方向修正计算新的加热效率因子，若修正加热效率因子的条件不满足，则保持加热效率因子不变；S4、根据步骤S3得到的加热效率因子和感应加热功率相关参数重新计算新的感应加热功率设定值，用于加热带钢；S5、重复步骤S2至步骤S4，直到停止感应加热。进一步地，感应加热功率相关参数包括机组速度、感应加热器出口带钢设定温度、感应加热器入口带钢测量温度、带钢宽度、带钢厚度、带钢密度和带钢比热容。进一步地，根据加热效率因子和感应加热功率相关参数计算感应加热功率设定值时，采用公式其中,p为感应加热功率设定值；w为带钢宽度；d为带钢厚度；v为机组速度；ρ为带钢密度；C为带钢比热容；tsp为感应加热器出口带钢设定温度；tpv1为感应加热器入口带钢测量温度；η为当前时刻的加热效率因子。进一步地，在步骤S2中，修正加热效率因子的条件包括六个子条件，六个子条件之间作逻辑与运算，若结果为逻辑真，则修正加热效率因子的条件满足；六个子条件分别为感应加热功率设定值和测量值的偏差绝对值小于功率偏差死区、感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差绝对值大于温度偏差死区、感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差绝对值小于大温度偏差阈值、机组不处于加速状态、机组不处于减速状态、焊缝不在感应加热器内。进一步地，在步骤S3中，修正计算新的加热效率因子的原则包括：感应加热器出口带钢测量温度小于感应加热器出口带钢设定温度时减小修正加热效率因子，以增大感应加热功率设定值；感应加热器出口带钢测量温度大于感应加热器出口带钢设定温度时增大修正加热效率因子，以减小感应加热功率设定值；感应加热器出口带钢测量温度和感应加热器出口带钢设定温度的偏差绝对值越大，加热效率因子增减修正量越多，感应加热功率设定值调整速度则越快；感应加热器出口带钢测量温度和感应加热器出口带钢设定温度的偏差绝对值越小，加热效率因子增减修正量越少，感应加热功率设定值调整速度则慢。进一步地，修正计算新的加热效率因子的公式为式中，η为当前时刻的加热效率因子；η为前一采样时刻的加热效率因子；Δt为感应加热器出口带钢测量温度tpv2和感应加热器出口带钢设定温度tsp的偏差绝对值；Δη为加热效率因子增量；c为大温度偏差修正系数，b为中温度偏差修正系数，a为小温度偏差修正系数，且满足0<a<b<c；Tdev_max为大温度偏差阈值，Tdev_mid为中温度偏差阈值，Tdev_min为小温度偏差阈值，Tdev_db为温度偏差死区，且满足0<Tdev_db<Tdev_min<Tdev_mid<Tdev_max。进一步地，冷轧带钢所采用的生产机组包括酸轧机组、酸洗机组、连退机组、彩涂机组、镀锌机组、镀锡机组、重卷机组。进一步地，所述冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法适用的控制系统包括PLC、DCS、工控机、单片机、DSP。本专利技术的有益效果是：利用本方法可以确保感应加热器出口带钢的测量温度与设定温度的偏差始终保持在允许的偏差范围内，充分考虑了焊缝过渡、机组加速、机组减速等多种工艺过渡因素引起的感应器出口温度波动，提高感应加热温度控制的稳定性和快速性，进而提高冷轧带钢产品质量。避免了繁琐的PI参数整定调试过程，只需简单设置少量初始经验参数，后续功率设定值即可依据测量参数和初始参数自动调整计算，缩短调试时间，减小投产后的维护工作量。本方法可在多种类型的控制硬件平台上通过软件编程实现，既可用于新建冷轧机组的感应加热装置，也可用于现有冷轧机组改造新增感应加热装置，适用性和可实现性强。附图说明图1是本专利技术实施例中冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法的流程图。图2是本专利技术实施例中判断修正加热效率因子的条件是否满足的逻辑框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，如图1所示，包括以下步骤：S1、根据初始加热效率因子和感应加热功率相关参数计算初始的感应加热功率设定值，用于试加热带钢；感应加热功率相关参数包括机组速度、感应加热器出口带钢设定温度、感应加热器入口带钢测量温度、带钢宽度、带钢厚度、带钢密度和带钢比热容；初始的感应加热功率设定值的计算公式为其中，p0为初始的感应加热功率设定值；η0为初始的加热效率因子，是经验参数，取值范围为0.5～1.4，本实施例中取η0＝0.7；w为带钢宽度，d为带钢厚度，v为机组速度，tpv1为感应加热器入口带钢测量温度，上述参数均可以直接测量；ρ为带钢密度，C为带钢比热容，这两个参数为由带钢材质特性所决定的常数；tsp为感应加热器出口带钢设定温度，由带钢生产工艺操作需求决定。S2、判断修正加热效率因子的条件是否满足；如图2所示，修正加热效率因子的条件包括六个子条件，六个子条件之间作逻辑与运算，若结果为逻辑真，则修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，其特征在于：包括步骤：S1、根据初始的加热效率因子和感应加热功率相关参数计算初始的感应加热功率设定值，用于试加热带钢；S2、判断修正加热效率因子的条件是否满足；S3、若修正加热效率因子的条件满足，则根据感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差的大小和方向修正计算新的加热效率因子，若修正加热效率因子的条件不满足，则保持加热效率因子不变；S4、根据步骤S3得到的加热效率因子和感应加热功率相关参数重新计算新的感应加热功率设定值，用于加热带钢；S5、重复步骤S2至步骤S4，直到停止感应加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，其特征在于：包括步骤：S1、根据初始的加热效率因子和感应加热功率相关参数计算初始的感应加热功率设定值，用于试加热带钢；S2、判断修正加热效率因子的条件是否满足；S3、若修正加热效率因子的条件满足，则根据感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差的大小和方向修正计算新的加热效率因子，若修正加热效率因子的条件不满足，则保持加热效率因子不变；S4、根据步骤S3得到的加热效率因子和感应加热功率相关参数重新计算新的感应加热功率设定值，用于加热带钢；S5、重复步骤S2至步骤S4，直到停止感应加热。


2.如权利要求1所述的冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，其特征在于：感应加热功率相关参数包括机组速度、感应加热器出口带钢设定温度、感应加热器入口带钢测量温度、带钢宽度、带钢厚度、带钢密度和带钢比热容。


3.如权利要求2所述的冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，其特征在于：根据加热效率因子和感应加热功率相关参数计算感应加热功率设定值时，采用公式



其中,p为感应加热功率设定值；w为带钢宽度；d为带钢厚度；v为机组速度；ρ为带钢密度；C为带钢比热容；tsp为感应加热器出口带钢设定温度；tpv1为感应加热器入口带钢测量温度；η为当前时刻的加热效率因子。


4.如权利要求1所述的冷轧带钢感应加热功率设定值计算方法，其特征在于：在步骤S2中，修正加热效率因子的条件包括六个子条件，六个子条件之间作逻辑与运算，若结果为逻辑真，则修正加热效率因子的条件满足；六个子条件分别为感应加热功率的设定值和测量值的偏差绝对值小于功率偏差死区、感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差绝对值大于温度偏差死区、感应加热器出口带钢的测量温度和设定温度的偏差绝对值小于大温度偏差阈值、机组不处于加速状态、机组不处于减速状态、焊缝不在感应加热器内。

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【专利技术属性】
技术研发人员：周登科，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42