板坯连铸二次冷却控制系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及板坯连铸二次冷却控制系统与方法，通过实时读取PLC数据对连铸生产过程进行跟踪，启动模型计算不同浇铸状态下二冷区各回路的喷水量，然后将设定值发送给基础自动化系统执行，实现了通过计算机全程自动控制连铸二次冷却的目的。本发明专利技术方法具有跟踪准确、控制精确的优点，实现了板坯连铸二次冷却的全程自动控制，满足了现场生产的控制需求，既降低了工人劳动强度，又提高了连铸生产的质量和效率，具有明显的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金自动化领域，尤其涉及一种控制板坯连铸二次冷却喷水量的系统与方法。
技术介绍
在钢铁企业的连铸生产过程中，二次冷却是获得优质铸坯、提高连铸效率至关重要的环节。连铸机二次冷却区铸坯所散失的热量占铸坯在凝固过程中散失总热量的60%左右，它直接影响铸坯的质量和产量，铸坯从结晶器拉出后，凝固壳较薄，内部还是液芯的，需要在二次冷却区继续冷却，使之完全凝固。冷却要均勻，才能获得质量良好的铸坯，同时要保持尽可能高的拉速，以获得高的产量。现代连铸机均采用气水冷却，把整个二冷却分成若干段，每个段又划分为若干冷却回路，冷却水在具有一定压力的空气作用下雾化，喷洒在铸坯表面达到冷却目的。目前，二次冷却喷水量的控制以人工控制和比例控制为主。人工控制依赖于操作经验，开浇前根据钢种设定二冷总水量和各冷却段的水量，浇铸过程中由操作工根据观察对水量进行调整。比例控制按照与拉速的比例关系控制确定各冷却段的水量。这两种方法受操作水平、人为等外界干扰因素的影响较大，使得铸坯的质量难以保证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，实现坯连铸二次冷却的全程自动控制，降低工人劳动强度，提高连铸生产的质量和效率，为解决上述技术问题，本专利技术提供一种板坯连铸二次冷却控制系统，其特征在于， 包括数据采集模块、生产跟踪模块、模型控制模块和发送模块；所述数据采集模块，用于从生产基础自动化系统读取实时生产数据，发送到所述生产跟踪模块，所述生产跟踪模块，用于分析实时生产数据，以事件消息的方式向所述模型控制模块发送事件消息；所述模型控制模块，用于根据所述事件消息计算和设定各个冷却回路的配水量，所述发送模块，用于读取所述模型控制模块设定的各个冷却回路的配水量信息， 发送到生产基础自动化系统；生产基础自动化系统按所述配水量信息控制现场各个喷水设施喷水。所述模型控制模块，包括基本水表，所述基本水表包括若干个参考配水量，每个参考配水量分别对应不同的结晶器厚度、钢种和参考浇铸速度，所述参考配水量为本领域技术人员综合考虑结晶器厚度、钢种和参考浇铸速度经验值的因素，所得到的经验值；所述模型控制模块，根据所述事件消息中包括的结晶器厚度、钢种和设定浇铸速度，在所述基本水表种选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述设定浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量。所述设定浇铸速度为生产基础自动化系统设置的二冷段结晶器的拉速。所述事件消息中还包括实时浇铸速度，所述模型控制模块，还用于在所述基本水表中选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述实时浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量。所述实时浇铸速度为结晶器的瞬时运动速度。在结晶器具有加速度、非勻速运动的工况下，所述实时浇铸速度不等于所述设定浇铸速度。本专利技术还提供上述板坯连铸二次冷却控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤所述数据采集模块从生产基础自动化系统读取实时生产数据，发送到所述生产跟踪模块，所述生产跟踪模块，用于分析实时生产数据，以事件消息的方式向所述模型控制模块发送事件消息；所述模型控制模块，根据所述事件消息计算和设定各个冷却回路的配水量，所述发送模块读取所述模型控制模块设定的各个冷却回路的配水量信息，发送到生产基础自动化系统；生产基础自动化系统按所述配水量信息控制现场各个喷水设施喷水。优选的，所述模型控制模块根据所述事件消息中包括的结晶器厚度、钢种和设定浇铸速度，在所述基本水表种选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述设定浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量。进一步优化的，所述事件消息中还包括实时浇铸速度，所述模型控制模块在所述基本水表中选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述实时浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量。更进一步优化的，所述模型控制模块根据所述设定浇铸速度和实时浇铸速度，计算综合浇铸速度，在所述基本水表中选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述综合浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量。所述综合浇铸速度=设定浇铸速度秘+α-Κ)*实时浇铸速度，其中K为权重系数， 0 < K < 1。所述参考浇铸速度与设定浇铸速度、实时浇铸速度和所述综合浇铸速度匹配的方式为线性插值法。本专利技术通过实时读取PLC数据对连铸生产过程进行跟踪，启动模型计算不同浇铸状态下二冷区各回路的喷水量，然后将设定值发送给基础自动化系统执行，实现了通过计算机全程自动控制连铸二次冷却的目的。本专利技术方法具有跟踪准确、控制精确的优点，实现了板坯连铸二次冷却的全程自动控制，满足了现场生产的控制需求，既降低了工人劳动强度，又提高了连铸生产的质量和效率，具有明显的经济效益。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。图1为本专利技术连铸二冷水控制系统结构图。图2为连铸生产跟踪流程图。图3为二冷水模型计算流程图。具体实施例方式本专利技术方法的原理为铸机处于稳定状态(指恒定拉速)下的喷水量由用户来定义，被定义的水表称为基本水表，如表1所示。控制模型把从出结晶器到离开二冷区的铸流划分为若干长度相等(例如100mm)的冷却片断，冷却片断分别对应不同的冷却回路。铸流在铸机上运动的一个监控周期(例如k)内，某个冷却片断移动的距离可以被检测到，通过距离和时间就可以计算该冷却片断的动态速度，即实时浇铸速度。根据实时浇铸速度，以基本水表为参考，通过线性插值就可以计算该冷却回路的配水量。基本水表由工艺人员定义，可以按照结晶器厚度和钢种分组进行分类。如果连铸机有N种厚度规格，钢种分为M组，就应该定义N*M个基本水表。二冷水的配水量与钢水的碳含量有密切的关系，因此，可按含碳量将钢种划分为超低碳、低碳、中碳、高碳等组别，这是一种钢种分类方法，当然也可以按照钢水冷却凝固的其他特征进行分组。表1给出了某铸机在结晶器厚度为230mm，高碳钢(HC)的基本水表。表1 基本水表权利要求1.一种板坯连铸二次冷却控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、生产跟踪模块、 模型控制模块和发送模块；所述数据采集模块，用于从生产基础自动化系统读取实时生产数据，发送到所述生产跟踪模块，所述生产跟踪模块，用于分析实时生产数据，以事件消息的方式向所述模型控制模块发送事件消息；所述模型控制模块，用于根据所述事件消息计算和设定各个冷却回路的配水量，所述发送模块，用于读取所述模型控制模块设定的各个冷却回路的配水量信息，发送到生产基础自动化系统；生产基础自动化系统按所述配水量信息控制现场各个喷水设施喷水。2.根据权利要求1所述的板坯连铸二次冷却控制系统，其特征在于，所述模型控制模块包括基本水表，所述基本水表包括若干个参考配水量，每个参考配水量分别对应不同的结晶器厚度、钢种和参考浇铸速度；所述模型控制模块，用于根据所述事件消息中包括的结晶器厚度、钢种和设定浇铸速度，在所述基本水表种选择与事件消息包括的结晶器厚度、钢种相同、参考浇铸速度与所述设定浇铸速度匹配的参考配水量，设定冷却回路的配水量；所述设定浇铸速度为生产基础自动化系统设置的二冷段结晶器的拉速。3.根据权利要求2所述的板坯连铸二次冷却控制系统，其特征在于，所述事件消息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈李军，汪卫，陈中华，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：