一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法，在退火炉内的带钢焊缝实时跟踪、带钢温度测量的基础上，再结合专家控制和反馈控制，动态计算出所述退火炉内控制段的设定温度，将所述设定温度实时传递至退火炉PLC控制系统，所述退火炉PLC控制系统再根据当前实际产能以及温度控制要求，采用PID控制算法，实现热负荷控制。本发明专利技术针对冷轧热处理退火过程，将专家控制经验和生产实际情况紧密结合，实现不同生产状态下，热处理退火温度的精细化控制，提高产品质量。提高产品质量。提高产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金生产
，更具体地说，涉及一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法。

技术介绍

[0002]冷轧退火是钢铁生产流程中的关键一环，对带钢力学性能有着重要的影响。退火炉温度控制是冷轧连续退火炉的核心和关键子系统，制定合理的退火温度制度，并精确控制带钢温度，是冷轧退火炉精准控制的核心问题。冷轧退火炉的温度控制是以温度控制为外环，燃烧或电加热控制为内环的控制结构。退火温度制度确定了带钢在各控制段出口的工艺目标温度，带钢厚度薄，升温快，冷轧退火炉一般直接以带钢温度为对象进行外环温度设定，然后在内环将温度偏差转换为热负荷需求，进行燃烧或电加热控制。
[0003]因为连续退火炉采用钢卷温度作为直接控制对象，所以在控制时，也可以通过物理模型，迭代计算预测带钢温度，从而实现连续退火炉温度的前馈控制。但是连续退火炉内带钢换热异常复杂，带钢、炉壁、辐射管之间相互辐射，尤其是辐射管数量庞大，同一个区域内的辐射管投入数量波动很大，炉内温度场很难精确描述，这些客观因素导致了机理模型的精度很难保证，所以这种方法在现场实际使用时，效果并不是很好。
[0004]冷轧连续退火炉，需要将不同钢卷焊接在一起，实现连续生产；一旦前后钢卷的退火温度制度或带钢材质规格存在差异，需要进行退火温度制度的切换控制，很容易引起生产过程波动，甚至影响生产稳定性，不利于产品质量精准控制。针对这个问题，连续退火炉通过焊缝检测作为依据，实现不同退火温度制度切换控制。然而，随着产品规格拓展，前后钢卷的差异呈现出越来越大、钢卷个性化控制要求呈现出越来越高的趋势，在检测焊缝后按照固定逻辑进行退火温度制度的切换控制，已经不能够满足当前产品高质量控制的要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法，针对冷轧热处理退火过程，将专家控制经验和生产实际情况紧密结合，实现不同生产状态下，热处理退火温度的精细化控制，提高产品质量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法，包括以下步骤：
[0008]1)建立所述退火炉内的带钢焊缝实时跟踪；
[0009]2)建立位置激励表、专家控制规则表，并将专家生产经验融入至退火炉温度控制；
[0010]3)结合所述带钢焊缝实时跟踪和退火计划信息，实现所述专家控制和所述反馈控制的自动决策，动态计算出所述退火炉内控制段的设定温度，并传递至所述退火炉PLC控制系统；
[0011]4)在所述退火炉PLC控制系统中，以所述设定温度和带钢测量温度的偏差为输入，
采用PID控制算法，实现所述退火炉燃烧或电加热自动控制。
[0012]较佳的，所述步骤1)进一步包括以下步骤：
[0013]1.1)等待焊缝入炉检测信号；
[0014]1.2)建立焊缝初始化位置信息以及焊缝前后带钢信息；
[0015]1.3)等待激励信号；
[0016]1.4)判断激励信号是否有周期激励信号，若是则进行焊缝实时跟踪计算后返回步骤1.3)，若否则进入步骤1.5)；
[0017]1.5)判断焊缝检测仪是否检测到焊缝，若是则进行焊缝位置修正计算后返回步骤1.3)，若否则进入步骤1.6)；
[0018]1.6)判断焊缝是否离开退火炉，若是则结束，若否则返回步骤1.3)。
[0019]较佳的，所述步骤1.4)中，焊缝实时跟踪计算如下：
[0020]p(i)＝p(i
‑
1)+v(i
‑
1)
×
dt/k
ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]公式(1)中，p(i)表示(i)时刻计算焊缝位置，单位m；
[0022]p(i
‑
1)表示(i
‑
1)时刻计算焊缝位置，单位m；
[0023]v(i
‑
1)表示(i
‑
1)时刻的带钢运行速度，单位m/s；
[0024]dt表示跟踪计算周期，取0.2s；
[0025]k表示焊缝前一块钢卷在退火炉内的延伸率，延伸率按照钢种和规格进行划分。
[0026]较佳的，所述步骤1.4)中，焊缝位置修正计算，当焊缝检测仪检测到焊缝时，激励焊缝跟踪位置以及延伸率的修正运算：
[0027]k＝k
×
((1
‑
a)+a
×
p(j)/p
m
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0028]p(i)＝p
m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0029]公式(2)中，p
m
表示焊缝检测仪的位置，设备固定参数，单位m；
[0030]p(j)表示本次修正前焊缝达到焊缝检测仪的位置时对应的焊缝跟踪计算位置，单位m；
[0031]a表示延伸率修正系统，取值区间(0，0.5)。
[0032]较佳的，所述步骤2)中，建立位置激励表包括：
[0033]每个控制段按照2位数值IJ来定义位置激励事件，其中I表示控制段I，J表示所述控制段I内的事件序列；
[0034]J取值4个，即每个所述控制段I内定义4个事件。
[0035]较佳的，所述步骤2)中，建立专家控制规则表包括：
[0036]前卷钢种、后卷钢种、前卷工艺温度、后卷工艺温度、前后卷热需求比例最小值、前后卷热需求比例最大值、位置激励事件、温度调节变化率、调节目标温度和推荐速度调节量字段，即为规则的检索条件；
[0037]在相同的检索条件下，一个控制段只应该设置一个有效的位置激励事件；
[0038]在检索条件中，除了前卷钢种、后卷钢种能为空外，其余字段不能为空。
[0039]较佳的，在专家控制规则表中，规则发生作用的前提条件为下列的逻辑判断同时成立：
[0040]a)当前位置激励事件＝位置激励事件字段；
[0041]b)焊缝前钢卷钢种＝前卷钢种字段，或前卷钢种字段为空；
[0042]c)焊缝后钢卷钢种＝后卷钢种字段，或后卷钢种字段为空；
[0043]d)焊缝前钢卷控制段工艺温度＝前卷工艺温度字段；
[0044]e)焊缝后钢卷控制段工艺温度＝后卷工艺温度字段；
[0045]f)焊缝前后卷热需求比例>前后卷热需求比例最小值字段；
[0046]g)焊缝前后卷热需求比例≤前后卷热需求比例最大值字段。
[0047]较佳的，所述步骤3)中，所述专家控制和所述反馈控制的自动决策的决策逻辑如下：
[0048]在所述专家控制正在投入的控制段，所述反馈控制不投入；
[0049]在所述专家控制投入完成的控制段，针对焊缝前卷的所述反馈控制不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷轧连续退火炉温度自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立所述退火炉内的带钢焊缝实时跟踪；2)建立位置激励表、专家控制规则表，并将专家生产经验融入至退火炉温度控制；3)结合所述带钢焊缝实时跟踪和退火计划信息，实现所述专家控制和所述反馈控制的自动决策，动态计算出所述退火炉内控制段的设定温度，并传递至所述退火炉PLC控制系统；4)在所述退火炉PLC控制系统中，以所述设定温度和带钢测量温度的偏差为输入，采用PID控制算法，实现所述退火炉热负荷，即燃烧或电加热自动控制。2.根据权利要求1所述的冷轧连续退火炉温度自动控制方法，其特征在于，所述步骤1)进一步包括以下步骤：1.1)等待焊缝入炉检测信号；1.2)建立焊缝初始化位置信息以及焊缝前后带钢信息；1.3)等待激励信号；1.4)判断激励信号是否有周期激励，若是则进行焊缝实时跟踪计算后返回步骤1.3)，若否则进入步骤1.5)；1.5)判断焊缝检测仪是否检测到焊缝，若是则进行焊缝位置修正计算后返回步骤1.3)，若否则进入步骤1.6)；1.6)判断焊缝是否离开退火炉，若是则结束，若否则返回步骤1.3)。3.根据权利要求2所述的冷轧连续退火炉温度自动控制方法，其特征在于，所述步骤1.4)中，焊缝实时跟踪计算如下：p(i)＝p(i
‑
1)+v(i
‑
1)
×
dt/k
ꢀꢀꢀ
(1)公式(1)中，p(i)表示(i)时刻计算焊缝位置，单位m；p(i
‑
1)表示(i
‑
1)时刻计算焊缝位置，单位m；v(i
‑
1)表示(i
‑
1)时刻的带钢运行速度，单位m/s；dt表示跟踪计算周期，取0.2s；k表示焊缝前一块钢卷在退火炉内的延伸率，延伸率按照钢种和规格进行划分。4.根据权利要求2所述的冷轧连续退火炉温度自动控制方法，其特征在于，所述步骤1.4)中，焊缝位置修正计算，当焊缝检测仪检测到焊缝时，激励焊缝跟踪位置以及延伸率的修正运算：k＝k
×
((1
‑
a)+a
×
p(j)/p
m
)
ꢀꢀꢀ
(2)p(i)＝p
m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓龙，吕立华，张宝平，刘益龙，肖畅，袁文振，许娜，王墨南，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：