数控技术
安钢集团热连轧层流
冷却过程控制系统的研究及优化
孙莉菊李博
(河南安阳钢铁集团公司河南安阳455004)
数事放皮
摘要：随着计算机控制技术、网络技术以及生产工艺水平的提高,分级控制系统在热连轧带钢礼制过程的应用比例越来越大,并有逐渐取代集中控制系统的趋势。寒取温度控制系统是安钢热带钢连轧项目自动控制系统的重要组成部分整个系统的正常运行及所产带钢的组织性能和力学性能的好坏受卷曲温度控制程度直接影响。本文介绍了热连轧层流冷却中计算机控制系统的特点和组成,着重分析了过程控制系统的功能和组成。
关键调：层流冷却春取温度计算机投制网络
中图分类号：TG335.11 1引言
文献标识码：A
随着控制程序系统中各类新技术的不断创新和人们对控制冷却工艺认识的逐渐深人，各类新品种钢的开发对卷取温度的精确
度、冷却过程中的中间温度、冷却速率等指标的目标更加严格。 2安钢热连轧分级计算机控制系统
目前安钢热连轧带钢层流冷却控制系统就是采用分级计算机控制系统，分为三级，分别为基础自动化(L1级),过程自动化(L2级)，生产信息化管理系统(L3级).其中MES负责制造数据管理和计划排程管理，这台计算机属于L3级，SUP作为L2的主机，将测量到的卷取温度信息传给卷取温度控制计算机C3-CTC，DBS负责数据管理，并将数据信息上传给MES计算机，C3CTC计算机是卷取湿度控制程序的主机，它接受到由SUP传来的卷取温度信息后，开始作冷却过程的喷水控制。
3安钢热连轧层流冷却过程控制
3.1层流冷却过程控制计算机轧件跟踪
过程控制轧件跟踪是根据轧件在输出辑道上高温计采集到信号的跳变和末机架速度的计算，设定出的跟踪记录将随之更新，从而改变带钢在生产线上的位置，专门设定的跟踪指示记录字将随之更新，从面使轧件在轧线的实际位置能被准确追踪，完成相应的设定或设备控制，有两种实现方法。(1)由基础自动化和过程自动化共同完成。(2)单独由过程控制计算机完成乳件跟踪。
3.2过程控制计算机数据采集与通讯
过程自动化计算机的数据通讯包括其与人机交互服务器之间的通讯、与基础自动化PLC之间的通讯以及与生产信息化管理系统之间的通讯。过程自动化计算机与人机交互服务器之间的数据通讯采用的是以太网接口模块协议，其数据安全性高、开放性好、易与其他网络交换数据。过程自动化计算机与PLC之间的数据通讯采用标准工业以太网络通讯协议。在过程自动化计算机中，采用C十+编写的应用程序TC-Net-EGD从基确自动化PLC读取到所要的数据信号或发送设定数据信号到基础自动化PLC。过程控制计算机与生产信息化管理系统(L3级)通讯采用GATEWAY和SQLServer数据库交换表通讯方式。按照事先定义好的电文标准相互传递数据信息，完成通讯过程
3.3冷郑控制模型系统
控制模型系统主要包括：预设定计算程序、前馈动态补偿计算程序、反馈控制计算程序以及模型参数的自适应程序。(1)预设定计算程序的主要作用是在带钢经过连轧机第一架机架时，根据精轧设定程序计算处的精轧出口的带钢厚度、带钢速度以及带钢温度和卷取机处的目标温度，利用ctc程序，预先计算需要打开的层流冷却区城内水阅的位置和组数，修正设定控制程序调整只对其中一部分的阀门的进行开/关。(2)前馈动态补偿计算程序是根据样本的带钢速
收稿日期：201504-02
文章编号：1007-9416(2015)04-0018-01
度、厚度、最后一组机架出口温度，为达到目标卷取温度进行层流冷却区域喷水管分配的计算。它是一个反复进行周期计算的过程，可根据带钢从最后一组机架通过的速度的变化情况和温度来设定处相应的集管组态依据L2收到的L1所传递上来的最后一组机架带钢实际测量信息，从带钢头部到达轧机最后一组机架的测温计后每隔一定长度，便进行一次计算，控制水阀的开闭达到相应的卷取温度。(3)反馈控制计算程序需要对带钢在层流冷却区域出口处的高温测量仪的实际测量温度进行反馈补偿，把整个钢带全长的实际测量温度都控制在要求的精度范围内。当钢带到达卷取机入口处的高温测量仪时，获得实测卷取人口处温度并且运行头部自学习调整程序，算出其与设定值的偏差，向L2反馈回一个控制信号，根据反馈的信号相应地调节层流冷却区城精调区冷却集管的开闭状态.（4模型参数自适应是当带钢通过卷取机前的最后一个高温测量仪时，实测的温度值和预报的温度值进行比较，利用比较出来的偏差值来请整冷却过程的换热系数，调整后的参数将被用于相同组别的后续带钢生产时的设定计算。
4安钢热连轧层流冷却过程控制系统的优化及经济效益分析
经过对安钢热连轧层流冷却过程控制系统的理论研究和轧制过程中的实际带钢实验，我们对层流冷却控制系统做了以下优化工作：(1)优化热传系数：通过查找资料，优化了一些管线钢的热传系数，使这些钢种的热传导，热辐射和热对流等参数对温度影响趋于可控范围。(2)针对某些特殊规格采用稀疏冷却策略；轧制过程中我们建议操作人员对有些高冷却速度敏感的钢种，采用在层流冷却区域的粗调区的前半部分以一定的间隔打开各冷却水管，用后精调区对卷取温度进行微调控制方式来冷却。(3优化精乳加速度控制；由于某些钢种的热传导率不稳定，精轧终轧温度控制模型为了保证良好的终轧温度会不段变化带钢的加速度，但是加速度变化过于频繁和变化范围过大会造成卷取温度的不稳定，因此，我们通过限制精轧加速度，使某些管线钢的卷取温度趋于稳定，提高了产品合格率。 5总语
安钢热连轧层流冷却过程控制系统的优化，使卷取温度控制大有改观，使卷取温度目标值平均达标率由原来的70%增长到现在的 94%以上，X65等管线钢的达标率也由原来的30%~40%提高到现在的 75%以上，大大提高了产品质量，降低了质量疑义率，产生了较大的
经济效益。参考文献
[1]孙一康.带钢热连轧的模型与控制[M].北京：冶金工业出版社， 2002.
[2]杨卫东,刘杰,张世厚.带钢热连轧卷取温度控制与改进算法[J].钢铁.1997.
作者简介：孙莉菊(1982一),女,河南安阳人,本科，安阳师范学院,软件设计师，现就职于河南省安阳钢铁集团公司，研究方向：热速轧层流冷却
过程控制。万方数据