本发明专利技术一种层流冷却过程带钢温度软测量方法，属于自动化技术中的软测量技术领域，本发明专利技术及时把软测量结果输出到优化计算机的系统管理画面，为操作者或相关技术工人进行参数优化和监督操作提供一个参考指导作用，同时把软测量结果保存到冷却过程带钢温度软测量实时数据库中；本发明专利技术系统正常运行期间，能够根据过程的实时数据估计出带钢温度值，成为一个具有很高实用价值的、低成本的带钢温度计量手段；本发明专利技术提供的方法本身就是针对一般具有对关键参数难以实时检测的对象提出软测量方法，因此本发明专利技术方法设计的软测量方法可广泛应用于冶金、化工、纺织、建材等其他具有类似复杂特性的过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动化技术中的软测量
，具体涉及。
技术介绍
热轧层流冷却控制系统通过控制喷水集管阀门的开闭状态调整冷却水量，从而使带钢从终轧机出口的终轧温度(800?900°C )冷却到工艺要求的卷取温度(550?700°C )。由于层流冷却过程产生许多高温气体，环境恶劣，难以在冷却区域内逐点装置合适的检测设备对带钢温度进行连续准确的检测。且带钢任一点到达卷取机时，该点及其后相当长一段带钢的受控冷却过程实际已经结束。因此，建立热轧带钢层流冷却过程带钢温度软测量模型对实现卷取温度的预报控制具有重要意义。现有的热轧带钢层流冷却过程带钢温度软测量模型研究成果主要集中为换热方式确定条件下的带钢温度模型，为了更精确地表达带钢厚度方向上的温度梯度，一些学者建立了在厚度和长度两个方向上的温度动态模型，然而上述研究成果由于没有给出换热方式的具体确定方法及带钢定位计算，在实际应用中很难直接进行带钢在冷却区域内的温度计算。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出，以达到实时检测、具有指导作用、提高实用价值、降低成本的目的。，包括以下步骤:步骤1、用户根据需求设置主冷区开阀总数、精冷区开阀总数和上下起始开阀位置，并根据上述三个信息确定出该段带钢经过喷水集管时各集管控制阀门开闭状态；具体确定方法如下:(I)辊道上方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭；辊道下方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭；(2)依次开启冷却区出口处的精冷区4?8个对称集管阀门；(3)主冷区辊道上方从上起始阀门开启位置之后打开阀门，并主冷区辊道下方从下起始阀门开启位置之后打开阀门，直至总开启阀门总数达到控制系统给定的主冷区阀门开启总数；(4)从精冷区开始位置对称开启阀门，直至阀门开启总数达到控制系统给定的精冷区阀门开启总数；步骤2、采用设置于终轧机上的脉冲计数器采集带钢进入冷却区实测速度，并结合工艺给定的第一运行阶段的加速度、第二运行阶段的加速度、第三运行阶段的加速度、第四运行阶段的加速度、第五运行阶段的加速度、经过第二运行阶段之后应该达到的速度、最高运行速度和最高抛钢速度，确定在任意时刻某段带钢所在冷却单元的位置；所述的第一运行阶段至第五运行阶段具体为:第一运行阶段:指从带钢头部出终轧机开始到带钢头部到达卷取机的这段距离的运行过程；这一阶段加速运行，以保证终轧机出口带钢温度恒定；第二运行阶段:指当带钢的头部进入卷取机后，进一步提高运行速度，该阶段运行加速度大于第一运行阶段加速度，直至速度到达经过第二运行阶段之后期望速度值；当精轧的冷却能力达到极限后，第二运行阶段结束，进入第三运行阶段；第三运行阶段:该阶段加速度减小到与第一运行阶段加速度相同，直至带钢速度达到允许的最高速度，第三运行阶段结束，进入第四运行阶段；第四运行阶段:该阶段开始减速运行，直至带钢的尾部在终轧机进行抛钢，该阶段带钢运行速度必须小于允许的抛钢速度；第五运行阶段:该阶段为抛钢阶段，即带钢的尾部在终轧机抛钢后，带钢匀速运行，直到全部被卷取完毕；根据运行时间判断出在该时刻某段带钢所处辊道位置，具体判断的方法:(I)当运行时间小于第一运行阶段运行时间时，根据该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度确定某段带钢所处辊道位置；(2)当运行时间大于第一运行阶段运行时间，且小于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和时，根据第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；(3)当运行时间大于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第三运行阶段运行时间总和时，根据第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；(4)当运行时间大于第一运行阶段至第三运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第四运行阶段运行时间总和时，根据第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置确定某段带钢所处辊道位置；(5)当运行时间大于第一运行阶段至第四运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第五运行阶段运行时间总和时，根据第四运行阶段运行时间、第四运行阶段运行距离、第五运行阶段运行时间、第五运行阶段加速度、第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置确定某段带钢所处辊道位置，确定某段带钢所处辊道位置；(6)当运行时间大于第一运行阶段至第五运行阶段运行时间总和时，根据第四运行阶段运行时间、第四运行阶段运行距离、第五运行阶段运行时间、第五运行阶段加速度、第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；步骤3、采用设置于终轧机上的温度检测仪检测带钢头部进入冷却区的初始温度，并取带钢厚度方向上多个节点，根据带钢头部温度并结合所在辊道位置的冷却方式获得该段带钢尾部厚度方向上多个节点的温度，将该段带钢尾部厚度方向上多个节点的温度作为下一段带钢头部厚度方向上多个节点的初始温度，依次迭代，获得每段带钢在厚度方向上多个节点的温度，即获得带钢在每对上下喷水集管下的温度分布，即完成对带钢温度的软测量。步骤2中所述的:(I)当运行时间小于第一运行阶段运行时间时，确定某段带钢所处辊道位置公式如下:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种层流冷却过程带钢温度软测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、用户根据需求设置主冷区开阀总数、精冷区开阀总数和上下起始开阀位置，并根据上述三个信息确定出该段带钢经过喷水集管时各集管控制阀门开闭状态；具体确定方法如下：（1）辊道上方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭；辊道下方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭；（2）依次开启冷却区出口处的精冷区4～8个对称集管阀门；（3）主冷区辊道上方从上起始阀门开启位置之后打开阀门，并主冷区辊道下方从下起始阀门开启位置之后打开阀门，直至总开启阀门总数达到控制系统给定的主冷区阀门开启总数；（4）从精冷区开始位置对称开启阀门，直至阀门开启总数达到控制系统给定的精冷区阀门开启总数；步骤2、采用设置于终轧机上的脉冲计数器采集带钢进入冷却区实测速度，并结合工艺给定的第一运行阶段的加速度、第二运行阶段的加速度、第三运行阶段的加速度、第四运行阶段的加速度、第五运行阶段的加速度、经过第二运行阶段之后应该达到的速度、最高运行速度和最高抛钢速度，确定在任意时刻某段带钢所在冷却单元的位置；所述的第一运行阶段至第五运行阶段具体为：第一运行阶段：指从带钢头部出终轧机开始到带钢头部到达卷取机的这段距离的运行过程；这一阶段加速运行，以保证终轧机出口带钢温度恒定；第二运行阶段：指当带钢的头部进入卷取机后，进一步提高运行速度，该阶段运行加速度大于第一运行阶段加速度，直至速度到达经过第二运行阶段之后期望速度值；当精轧的冷却能力达到极限后，第二运行阶段结束，进入第三运行阶段；第三运行阶段：该阶段加速度减小到与第一运行阶段加速度相同，直至带钢速度达到允许的最高速度，第三运行阶段结束，进入第四运行阶段；第四运行阶段：该阶段开始减速运行，直至带钢的尾部在终轧机进行抛钢，该阶段带钢运行速度必须小于允许的抛钢速度；第五运行阶段：该阶段为抛钢阶段，即带钢的尾部在终轧机抛钢后，带钢匀速运行，直到全部被卷取完毕；根据运行时间判断出在该时刻某段带钢所处辊道位置，具体判断的方法：（1）当运行时间小于第一运行阶段运行时间时，根据该段带钢进入冷却区的初始速度 和第一运行阶段加速度确定某段带钢所处辊道位置；（2）当运行时间大于第一运行阶段运行时间，且小于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和时，根据第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；（3）当运行时间大于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第三运行阶段运行时间总和时，根据第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；（4）当运行时间大于第一运行阶段至第三运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第四运行阶段运行时间总和时，根据第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置确定某段带钢所处辊道位置；（5）当运行时间大于第一运行阶段至第四运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第五运行阶段运行时间总和时，根据第四运行阶段运行时间、第四运行阶段运行距离、第五运行阶段运行时间、第五运行阶段加速度、第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置确定某段带钢所处辊道位置，确定某段带钢所处辊道位置；（6）当运行时间大于第一运行阶段至第五运行阶段运行时间总和时，根据第四运行阶段运行时间、第四运行阶段运行距离、第五运行阶段运行时间、第五运行阶段加速度、第三运行阶段运行时间、允许的最高速度、第四运行阶段加速度、第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置；步骤3、采用设置于终轧机上的温度检测仪检测带钢头部进入冷却区的初始温度，并取带钢厚度方向上多个节点，根据带钢头部温度并结合所在辊道位置的冷...
【技术特征摘要】
1.一种层流冷却过程带钢温度软测量方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、用户根据需求设置主冷区开阀总数、精冷区开阀总数和上下起始开阀位置，并根据上述三个信息确定出该段带钢经过喷水集管时各集管控制阀门开闭状态； 具体确定方法如下: (1)辊道上方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭；辊道下方第一个阀门与起始阀门开启位置之间的所有阀门均关闭； (2)依次开启冷却区出口处的精冷区4~8个对称集管阀门； (3)主冷区辊道上方从上起始阀门开启位置之后打开阀门，并主冷区辊道下方从下起始阀门开启位置之后打开阀门，直至总开启阀门总数达到控制系统给定的主冷区阀门开启总数； (4)从精冷区开始位置对称开启阀门，直至阀门开启总数达到控制系统给定的精冷区阀门开启总数； 步骤2、采用设置于终轧机上的脉冲计数器采集带钢进入冷却区实测速度，并结合工艺给定的第一运行阶段的加速度、第二运行阶段的加速度、第三运行阶段的加速度、第四运行阶段的加速度、第五运行阶段的加速度、经过第二运行阶段之后应该达到的速度、最高运行速度和最高抛钢速度，确定在任意时刻某段带钢所在冷却单元的位置； 所述的第一运行阶段至第五运行阶段具体为: 第一运行阶段:指从带钢头部出终轧机开始到带钢头部到达卷取机的这段距离的运行过程；这一阶段加速运行，以保证终轧机出口带钢温度恒定； 第二运行阶段:指当带钢的头部进入卷取机后，进一步提高运行速度，该阶段运行加速度大于第一运行阶段加速度，直至速度到达经过第二运行阶段之后期望速度值；当精轧的冷却能力达到极限后，第二运行阶段结束，进入第三运行阶段； 第三运行阶段:该阶段加速度减小到与第一运行阶段加速度相同，直至带钢速度达到允许的最高速度，第三运行阶段结束，进入第四运行阶段； 第四运行阶段:该阶段开始减速运行，直至带钢的尾部在终轧机进行抛钢，该阶段带钢运行速度必须小于允许的抛钢速度； 第五运行阶段:该阶段为抛钢阶段，即带钢的尾部在终轧机抛钢后，带钢匀速运行，直到全部被卷取完毕； 根据运行时间判断出在该时刻某段带钢所处辊道位置，具体判断的方法: (O当运行时间小于第一运行阶段运行时间时，根据该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度确定某段带钢所处辊道位置； (2)当运行时间大于第一运行阶段运行时间，且小于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和时，根据第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带钢所处辊道位置； (3)当运行时间大于第一运行阶段和第二运行阶段运行时间总和，且小于第一运行阶段至第三运行阶段运行时间总和时，根据第二运行阶段运行时间、经过第二运行阶段之后期望速度值、第三运行阶段加速度、第一运行阶段运行距离、第一运行阶段运行时间、该段带钢进入冷却区的初始速度和第一运行阶段加速度，确定某段带...
【专利技术属性】
技术研发人员：片锦香，刘美菊，李界家，柴天佑，张锐，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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