專利名稱：：一種快速冷卻溫度控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于冷軋廠的帶鋼溫度控制系統(tǒng),特別涉及一種快速冷卻溫度控制方法及系統(tǒng)。技術(shù)背景帶鋼快速冷卻溫度控制是冷軋廠連續(xù)退火機(jī)組、熱鍍鋅機(jī)組等連續(xù)生產(chǎn)線的核心控制技術(shù)之一，對提高產(chǎn)品質(zhì)量起著非常重要的作用，而快速冷卻溫度控制系統(tǒng)(簡稱快冷溫度控制系統(tǒng))是冷軋廠連續(xù)退火機(jī)組、熱鍍鋅機(jī)組等連續(xù)生產(chǎn)線的帶鋼溫度控制系統(tǒng)，有了它可快速、準(zhǔn)確控制帶鋼的溫度。目前現(xiàn)有的快速冷卻溫度控制模型大部分都是按照具體的生產(chǎn)工藝廠家而定，生產(chǎn)工藝廠家不同，其相應(yīng)的快速冷卻溫度控制模型機(jī)理也不相同，而且響應(yīng)速度慢，控制精度也不高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速冷卻溫度控制方法及系統(tǒng),能夠適用于不同類型的生產(chǎn)線，而且具有良好的響應(yīng)速度和控制精度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種快速冷卻溫度控制系統(tǒng)，應(yīng)用于快速冷卻爐(RCC,R即idCoolingControl),包括前饋控制模塊和反饋控制模塊，用于對RCC爐執(zhí)行前饋控制和反饋控制，以控制經(jīng)過RCC爐的帶鋼在到達(dá)RCC爐出口時的溫度；前饋控制模塊包括輸入控制模塊、計算前饋控制模塊和輸出前饋控制模塊，其中輸入控制模塊用于輸入鋼巻數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，計算前饋控制模塊用于計算控制變量、確定目標(biāo)鋼巻、確定執(zhí)行前饋控制、分配控制變量，輸出前饋控制模塊用子輸出控制變量、輸出調(diào)整值；反饋控制模塊包括輸入控制模塊、計算反饋控制模塊和輸出反饋控制模塊，其中輸入控制模塊用于輸入鋼巻數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，計算反饋控制模塊用于計算反饋控制變量、確定執(zhí)行反饋控制、自學(xué)習(xí)控制、分配控制變量，輸出反饋控制模塊用于輸出控制變量、輸出調(diào)整值。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出了一種快速冷卻溫度控制方法，可應(yīng)用于上述的系統(tǒng)，包括步驟一、開始；步驟二、前饋控制模塊獲取物料跟蹤信息和帶鋼中央段速度變化信息，其中物料跟蹤信息指帶鋼到達(dá)RCC段入口前設(shè)定距離或帶鋼到達(dá)RCC段出口前設(shè)定距離；步驟三、進(jìn)行前饋控制；步驟四、若執(zhí)行前饋控制45秒后，無物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊,則進(jìn)入所述反饋控制模塊執(zhí)行步驟五；步驟六、以30秒為周期循環(huán)執(zhí)行反饋控制，每個周期結(jié)束時判斷是否有物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，若有進(jìn)入步驟三，若無，執(zhí)行所述周期反饋控制。本發(fā)明由于充分考慮了各種生產(chǎn)工藝廠家的實際運(yùn)行情況，從中提取出共性，因而響應(yīng)速度快，控制精度髙，并通過參數(shù)配置的方法能夠適用于不同生產(chǎn)線。圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明系統(tǒng)前饋部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明系統(tǒng)反饋部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明系統(tǒng)中電氣設(shè)備L1/L2/L3等的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，是本發(fā)明方法的流程示意圖，從總體上展示了本發(fā)明方法的流程，即包括前饋控制模塊獲取物料跟蹤信息和帶鋼中央段速度變化信息，其中物料跟蹤信息指帶鋼到達(dá)RCC段入口前設(shè)定距離或帶鋼到達(dá)RCC段出口前設(shè)定距離；進(jìn)行前饋控制；若執(zhí)行前饋控制45秒后，無物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，則進(jìn)入所述反饋控制模塊執(zhí)行步驟五；以30秒為周期循環(huán)執(zhí)行反饋控制，每個周期結(jié)束時判斷是否有物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，若有進(jìn)入前饋控制，若無，執(zhí)行所述周期反饋控制。如圖2、圖3、圖4所示是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，展示了系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及功能，即除RCC(RapidCoolingControl)爐外，還包括前饋控制模塊和反饋控制模塊，用于對RCC爐執(zhí)行前饋控制和反饋控制，以控制經(jīng)過RCC爐的帶鋼在到達(dá)RCC爐出口時的溫度;前饋控制模塊包括輸入前饋控制模塊、計算前饋控制模塊和輸出前饋控制模塊，其中輸入前饋控制模塊用于輸入鋼巻數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，計算前饋控制模塊用于計算控制變量、確定目標(biāo)鋼巻、確定執(zhí)行前饋控制、分配控制變量，輸出前饋控制模塊用于輸出控制變量、輸出調(diào)整值；反饋控制模塊包括輸入反饋控制模塊、計算反饋控制模塊和輸出反饋控制模塊，其中輸入反饋控制模塊用于輸入鋼巻數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，i+算反饋控制模塊用于計算反饋控制變量、確定執(zhí)行反饋控制、自學(xué)習(xí)控制、分配控制變量，輸出反饋控制模塊用于輸出控制變量、輸出調(diào)整值。下面分別對本發(fā)明中的前饋控制和反饋控制分別講述?！CC的前饋控制(FF)RCC(RapidCoolingControl)爐的前饋控制主要是根據(jù)已程序化的數(shù)學(xué)模型計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值，然后將這些數(shù)據(jù)送到電氣的控制設(shè)備中去，用來控制帶鋼在到達(dá)RCC爐出口時的帶鋼溫度。進(jìn)行前饋控制需要輸入變量，主要輸入變量包括TH(THICKNESS)帶鋼厚度、WD(WIDE)帶鋼寬度、Vsca(Actualcenterlinespeed)實際中央段速度、TSia(ActualstriptemperatureatentrysideofRCC)實際帶鋼在RCC入口處的溫度值、TSoa(ActualstriptemperatureatoutsideofRCC)實際帶鋼在RCC出口處的溫度值、RBza(Actualblowerrevolution)實際的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、RBzp(Referenceblowerrevolution)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的參考值、RNb(Runstatusofblower)冷卻風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)、Ccl(Learningcoeficientl)自學(xué)習(xí)控制參數(shù)1、Cc2(Learningcoeficient2)自學(xué)習(xí)控制參數(shù)2、Cc3(Learningcoeficient3)自學(xué)習(xí)控制參數(shù)3、Cc4(Learningcoeficient4)自學(xué)習(xí)控制參數(shù)4。而前饋控制輸出變量包括:BCm(Controlmodeofblower)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式和Om(Operationmode)操作方式。前饋控制處理過程應(yīng)當(dāng)定時(1)在下列時刻i+算目標(biāo)帶鋼的溫度1)當(dāng)焊接點(diǎn)到達(dá)RCC爐入口前Xlcl(現(xiàn)場調(diào)試時可調(diào)整)米處的檢測器前時，2)或當(dāng)焊接點(diǎn)到達(dá)RCC爐出口前Xlc2(現(xiàn)場調(diào)試時可調(diào)整)米處的檢測器前時，3)或當(dāng)中央段速度改變時。(2)在下列時刻計算并設(shè)定風(fēng)扇轉(zhuǎn)速參考值時間同(1)。前饋控制有其前提條件，包括(1)當(dāng)滿足下列條件時，該功能可轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)方式即L2與Ll/I和Ll/E的通信線路正常。(2)該功能指定的前提條件1)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最大值為(RBlcmax)C2)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最小值為(RBlcmin)C3)若處于不可控制冷卻風(fēng)機(jī)的狀態(tài)時，本功能僅對冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值進(jìn)行計算。4)若前一巻和后續(xù)巻材料幾乎是相同的規(guī)格(厚度，寬度，目標(biāo)帶鋼溫度)，此時,本功能既不對爐溫參考值和加熱器開關(guān)進(jìn)行計算，也不向下設(shè)定(冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值、冷卻風(fēng)機(jī)開一關(guān)狀態(tài)、擋板開一關(guān)狀態(tài)，爐溫參考值)。5)如果RCC爐中帶鋼溫度前饋控制被禁止，本功能將不設(shè)定數(shù)據(jù)。如果RCC爐中帶鋼溫度前饋控制未被禁止，本功能將計算和設(shè)定冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值，同時向下設(shè)定計算機(jī)的應(yīng)答控制方式。如巢RCC妒中帶鋼溫度前鐨控制和帶鋼溫度反饋控制均被禁止，本功能將對計算機(jī)的應(yīng)答控制方式進(jìn)行復(fù)位。下面闡述本發(fā)明方法前饋控制中程序化的數(shù)學(xué)模型。1、如前所述，前饋控制計算的目標(biāo)為1)當(dāng)帶鋼到達(dá)RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度；2)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值(RBzp(i))。2、前饋控制中計算目標(biāo)帶鋼溫度，包括如下部分1)決定生產(chǎn)巻的目標(biāo)帶鋼溫度。實際操作中，鋼巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度是以根據(jù)加熱周期代碼來定的，艮卩TSot=TSol+Tsmo，其中TSot(TargetstriptemperatureatoutsideofRCC)指在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度[*€],TSol(StandardtargetstriptemperatureatoutsideofRCC)為當(dāng)前一巻鋼巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度[t]，TSmo(ModifystriptemperatureatoutsideofRCC)為標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度的修正值['C],實際操作中TSmo是由操作工通過VDU畫面進(jìn)行輸入的。2)決定過渡巻的目標(biāo)帶鋼溫度。艮卩TSot=TSodc+Tsmo，TSodc(StandardtargetdummycoiltemperatureatoutsideofRCC),過渡巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度[C]。過渡巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度也是由操作工通過VDU畫面進(jìn)行輸入決定的。3、前饋控制中計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值，包括如下部分1)首先計算帶鋼的比熱CPot(spacificheat)—對"TSot"的帶鋼的比熱[kcal/kgiC]，其方程式為CPot二g(TSot)，其中g(shù)(TSot)函數(shù)式為g(f)=4+2*4**r+3*i4j*r2+4*4*r3，其中TSot(TargetstriptemperatureatthedeliverysideofRCC)在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度['C]，A3、A4、A5、A6為常數(shù)。2)然后計算力卩熱傳導(dǎo)系數(shù)HSxc(calculatedinclusiveconvectiveheattransfercoefficient單位kcal/m2h。C),方程式為sffiicc=-*ln(-)2*IFlcrSo,-TGc做其中包括參數(shù)DS(Stripdensity)為帶鋼比重[kg/m3]、TH帶鋼厚度[m〕、Vsca為實際中央段速度[mpm]、TSot(TargetstriptemperatureatoutsideofRCC)在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度['C]、TSit在RCC爐入口時的目標(biāo)帶鋼溫度['C]、TGcaa(Coolinggastemperature)平均實際冷卻煤氣溫度['C]、LFlc(StriplengthintheRCC)帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度[m]。3)計算冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值(RBzp(i)):確定CcO=CH+Cc2*WD2+Cc3^/K&，其中參數(shù)分別為WD帶鋼寬度[m]、VSca實際中央段速度[mpm]、Ccl自學(xué)習(xí)控制參數(shù)l、Cc2自學(xué)習(xí)控制參數(shù)2、Cc3自學(xué)習(xí)控制參數(shù)3。1)當(dāng)HSxc〉Cc0時計算總的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值RBlctc[rpm]，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>其中參數(shù)分別為HSxc計箅加熱傳導(dǎo)系數(shù)[kcal/m2h'C]、Cc4自學(xué)習(xí)控制參數(shù)、n常數(shù)。計算冷卻長度(LFx)，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>其中參數(shù)分別為LFx(CoolinglengthintheRCC)冷卻長度[m]、Cst(CoolingSpeed)溫度冷卻速度。計算總的被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值Rbset，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(/)其中參數(shù)分另iJ為..Rbset(manipulatedvariableofallcontrollablezone)總的被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[rpm]、肪lcnta(i)(manipulatedvariableofalluncontrollablezone)實際未被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[rpm],I為未被控制區(qū)的區(qū)號，其范圍為13整數(shù)。決定冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值)。(a)設(shè)定關(guān)閉區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值為零。(當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式均為"NG"并且實際冷卻風(fēng)機(jī)開一關(guān)狀態(tài)為"OFF"時)RBzp(i)=0，{i=l~3}。如果實際風(fēng)機(jī)控制方式為"OFF",那末NO.X風(fēng)扇0N-0FF狀態(tài)為關(guān)閉。(IFi=l:X=l和2和3)(IFi=2:X二4和5和6)(b)在實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值中，設(shè)定未被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值(當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式均為"NG"并且實際冷卻風(fēng)機(jī)開一關(guān)狀志為"ON"時)RBzp(i)=Rbza(i)，U=l3}RBza:實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[rpm]如果實際風(fēng)機(jī)控制方式為"OFF"那末NO.X風(fēng)扇ON-OFF狀態(tài)為關(guān)閉(IFi=l:X=l和2和3)(IFi=2:X-4和5和6)(c)在實際被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的區(qū)域，計算冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值(<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式均為"OK"時)本功能將根據(jù)分配方向計算聯(lián)動操作方法，同時設(shè)定加熱器的0N-0FF。RBr=RBsetD/^-EZ)腸柳-lXX:MAX=6}如果<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>;如果RBzt(i)〉RBscmax時，RBzt(i)=Rbscmax;如果RBlcmax〉RBzt(i)〉RBlcmin時，RBzt(i)=RBzt(i)，i為被控制的區(qū)號，且i=1到3整數(shù)；RBzt(i)為冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值[rpm];d)冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值的決定(RBzp(i)i=l，3)，卿(2)=I]咖C/)=4~6NO.j風(fēng)扇打開。當(dāng)HSxc^CcO時，則設(shè)定所有區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最小值，即RBzp(i)=RBlcmin(i=1到3)，其中RBzp(i)為冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值[rpm]前饋控制中還會出現(xiàn)異常處理，艮P:從L3接受來的鋼巻數(shù)據(jù)，要進(jìn)行上下限合法性的校驗。若鋼巻數(shù)據(jù)超過上下限值，則將對計算機(jī)的應(yīng)答控制方式進(jìn)行復(fù)位。下面介紹前饋控制所使用的設(shè)備及輸入輸出信息列表。前饋控制使用的設(shè)備包括1)L1/E的實際中央段速度檢測儀(L1/E，指基礎(chǔ)自動化，電氣設(shè)備)，2)電氣控制設(shè)備(L1/E)，3)冷卻溫度傳感器設(shè)備(L1/1，指基礎(chǔ)自動化，儀表設(shè)備)，其中Ll指基礎(chǔ)自動化級、L2指過程控制級計算機(jī)、L3指生產(chǎn)控制級計算機(jī)，生產(chǎn)控制分四級，由低到高，分別是Ll、L2、L3、L4，這里沒有提高L4，RCC指快速冷卻爐，通過三級計算機(jī)(L1、L2、L3)來控制RCC。下表1是前饋控制輸入信息<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>RCC冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(No.l區(qū)No.3區(qū))RCC的計算機(jī)應(yīng)答控制方式RCC檔板的ON-OFF狀態(tài)(NO.l風(fēng)箱-N0.6風(fēng)箱表2二、RCC的反饋控制(FB)RCC爐的反饋控制主要是采用程序化的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實際帶鋼溫度和目標(biāo)帶鋼溫度之間的差，計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值(No.l區(qū)到No.3區(qū))，然后將這些數(shù)據(jù)每隔(TSLCB)秒送到電氣控制設(shè)備。反饋控制的數(shù)學(xué)模型在必要時，根據(jù)自學(xué)習(xí)的控制來修正實際在線的數(shù)據(jù)。進(jìn)行反饋控制需要輸入變量，主要輸入變量包括TH帶鋼厚度、WD帶鋼寬度、VSca實際中央段速度、TSia實際帶鋼在RCC入口處的溫度值、TSoa實際帶鋼在RCC出口處的溫度值、RBza實際的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、PNba實際冷卻檔板開一關(guān)狀態(tài)、Ccl自學(xué)習(xí)控制參數(shù)1、Cc2自學(xué)習(xí)控制參數(shù)2、Cc3自學(xué)習(xí)控制參數(shù)3、Cc4自學(xué)習(xí)控制參數(shù)4、TFzp(Furnacetemperaturereferrence)爐溫參考值、TFza(Actualfurnacetemperature)實際爐溫值、CG計算機(jī)控制方式。反饋控制輸出變量包括RBzp冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的參考值、PNb冷卻檔板開一關(guān)狀態(tài)、0m操作方式、BCm冷卻風(fēng)機(jī)控制方式、CG計算機(jī)控制方式。反饋控制處理過程需定時，即(1)在下列時刻i+算目標(biāo)蒂銅的溫度1)在(TRCCF)秒執(zhí)行完反饋控制后，每隔(TRCCB)秒，或當(dāng)焊點(diǎn)到達(dá)RCC爐出口前的檢測器前時(2)在下列時刻計算并設(shè)定冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值l)當(dāng)發(fā)生如同(1)的情況時反饋控制具有前提條件，包括1)計算機(jī)方式的條件與L1/I和Ll/E的數(shù)據(jù)鏈正常。2)本功能的定義條件1、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最大值為(RBlcmax)T。2、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最小值為(RBlcmin)t)。3、若處于不可控制冷卻風(fēng)機(jī)的狀態(tài)時，本功能僅對冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值進(jìn)行計算。4、返回巻的處理與普通巻相同。5、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大參考值是(DNS)rpm。6、如果實際帶鋼溫度和目標(biāo)帶鋼溫度之間的差小于(DTSd)C，將不執(zhí)行本功能的反饋控制。7、如果RCC爐前饋控制開始，則反饋控制結(jié)束。8、若RCC爐的帶鋼溫度的反饋控制模型被禁止，將不向下設(shè)參考值數(shù)據(jù)(冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值、冷卻風(fēng)機(jī)開一關(guān)狀態(tài)、實際冷卻擋板開一關(guān)狀態(tài))。若RCC爐的帶鋼溫度的反饋控制模型未被禁止，本功能將計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值并向下設(shè)定，同時設(shè)定計算機(jī)的應(yīng)答控制信號。如果帶鋼溫度前鐨控制和饋控制模型被同時禁止，訐算機(jī)的應(yīng)答控制信號將被復(fù)位。9、如果自學(xué)習(xí)被禁止，自學(xué)習(xí)控制將不被執(zhí)行。10、每個鋼巻的自學(xué)習(xí)控制僅進(jìn)行一次。11、如果在中央段速度變化后的延遲段又有變化點(diǎn)，而且延遲時間小于Tl秒,此時本功能將不執(zhí)行自學(xué)習(xí)控制。12、如果入口的實際帶鋼溫度和出口的實際帶鋼溫度之間的差的絕對值小于(DTSm)°C，將不執(zhí)行本功能的自學(xué)習(xí)控制。下面闡述本發(fā)明方法反饋控制中程序化的數(shù)學(xué)模型。1、如前所述，反饋控制計算的目標(biāo)為1)當(dāng)帶鋼到達(dá)RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度；2)自學(xué)習(xí)控制參數(shù)(Ccl，Cc2，Cc3，Cc4)3)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值(RBzp(i))。2、反饋控制中計算目標(biāo)帶鋼溫度，判斷標(biāo)準(zhǔn)與RCC爐的前饋控制一致。3、反饋控制中自學(xué)習(xí)參數(shù)的計算(Ccl，Cc2,Cc3，Cc4)，包括如下部分:1)計算帶鋼的比熱(CPoa—對"TSoa"的帶鋼的比熱[kcal/kg。C])和(Cpot—對"TSot"的帶鋼的比熱[kcal/kg'C])，即CPoa=g(TSoa)、CPot=g(TSot)，其中g(shù)(TSoa)和g(TSot)的函數(shù)關(guān)系式為其中參數(shù)分別為TSoa在RCC爐出口時的實際帶鋼溫度['C]、TSot在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度[1C]，A3、A4、A5、A6為常數(shù)。2)計算實際的力卩熱轉(zhuǎn)移系數(shù)HSxa(actualinclusiveconvectiveheattransfercoefficient[kcal/m2hr。C])rr。*r/f*KS咖*C尸oa*60，，7Stec—rGora、//Sra=-*ln(-)其中參數(shù)分別為DS帶鋼比重[kg/m3]、TH帶鋼厚度[m]、CPoa"TSoa"的比熱[kcal/kg'C]、Tsiax(ActualstriptemperatureattheentrysideofRCC)帶鋼在RCC入口對應(yīng)TSoa的實際溫度[。C]、TSia(N)(ActualstriptemperatureatthedeliverysideofRCC)帶鋼在RCC入口的實際溫度[。C]、TSoa帶鋼在RCC出口實際溫度[。C]、LFsc帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度[m]、TGcaa(ActualCoolinggastemperature)實際平均冷卻煤氣溫度['C]、VScaa(Averagecenterlinespeed)實際中央段平均速度[mpm]。3)計算要求的加熱轉(zhuǎn)移系數(shù)HSxc(taigetinclusiveconvectiveheattransfer[kcal/m2hr"C])，艮卩肌c=Ccl+Cc2*JTD2+Cc3*V^St加+Cc4*她。f乂其中參數(shù)分別為VScaa實際中央段平均速度[卿m]、WD帶鋼寬度、Ccl自學(xué)習(xí)參數(shù)l、Cc2自學(xué)習(xí)參數(shù)2、Cc3自學(xué)習(xí)參數(shù)3、Cc4自學(xué)習(xí)參數(shù)、n為常數(shù)。4)計算自學(xué)習(xí)參數(shù)Ccl、Cc2、Ccl3、Cc4,反饋控制中自學(xué)習(xí)參數(shù)的修正是根據(jù)帶忘卻系數(shù)的最小二分法來完成的。4、反饋控制中計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值(RBzp(i))，包括計算理論帶鋼的溫度差TSod[C]，即其中參數(shù)分別為TSot在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度['C]、TSoa在rcc爐出u時的實際帶鋼溫度rc]。計算要求計算的變化的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)DHSsc(thechangingvalueofcalculatedinclusiveconvectiveheattransfercoefficient[kcal/m2ht:])，艮P:鵬1C=-盧一60巻'股加麵,2*Iflc*(7St。一7Gc。。)其中參數(shù)分別為:GB反饋控制增益參數(shù),且如果Tsod^0時，GB=GB1，如果Tsod<0時，GB=GB2;DS帶鋼比重[kg/m3];TH帶鋼厚度[m];VScaa實際中央段平均速度[mpm];LFlc帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度[m];TGsc實際平均冷卻煤氣溫度[r]。計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值(RBzp(i))，包括先確定CcO=Ccl+Cc2『￡>2+Cc3其中參數(shù)分別為WD帶鋼寬度、VScaa實際中央段平均速度[mpm]、Ccl自學(xué)習(xí)參數(shù)l、Cc2自學(xué)習(xí)參數(shù)2、Cc3自學(xué)習(xí)參數(shù)3、Cc4自學(xué)習(xí)參數(shù)4;當(dāng)HSxt〉Cc0時，①計算變化的目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值DRBsc[rpm]，即細(xì)C(腺-Cc。廣'，翻c，C，c4"其中參數(shù)分別為HSxt實際加熱轉(zhuǎn)移系數(shù)[kcal/m2h'C]、WD帶鋼寬度、Cc4自學(xué)習(xí)參數(shù)、n為常數(shù)；②對變化的目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的極限校驗如果DRBlc>DNC時，則DRBlc=DNC;如果DRBlc<-DNC時，則DRBlc=-DNC;其中DNC為冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的最大變化值[rpm]，DRBlc為日標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)逮的變化值[rpm]。③計算總的被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBlctc，即=朋zW+D雄c其中參數(shù)分別為DRBlc目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化值[rpm]、RBzat總的實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[rpm]且Rbzat=ERbza(i)且U^-6)。④決定冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值[rpm]，同前饋控制。當(dāng)HSxt〈CcO時，設(shè)定所有區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最小值，即RBzp(i)=RBlcmin，(i=1到3)，其中RBzp(i)為冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值[rpm]反饋控制中還會出現(xiàn)異常處理，即從L3接受來的鋼巻數(shù)據(jù)，要進(jìn)行上下限合法性的校驗。若鋼巻數(shù)據(jù)超過上下限值，則將對計算機(jī)的應(yīng)答控制方式進(jìn)行復(fù)位。下面介紹反饋控制所使用的設(shè)備及輸入輸出信息列表。反饋控制使用的設(shè)備包括1)實際中央段速度檢測儀(Ll/E);2)電氣控制設(shè)備(Ll/E);3)相應(yīng)的熱電偶(Ll/I);4)輻射溫度計(Ll/I);下表3是反饋控制輸入信息<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>F表4是輸出信息:<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>綜上所述,本發(fā)明的方法即系統(tǒng)充分考慮了各種生產(chǎn)工藝廠家運(yùn)行情況，從中提取出共性，響應(yīng)速度快，控制精度高，并可通過參數(shù)配置的方法使得本發(fā)明能夠適用于不同生產(chǎn)線。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)快冷冷卻爐的帶鋼溫度控制功能，自動輸出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；使用配置參數(shù)的辦法建立快冷溫度控制模型；采用了回歸計算的方法確定模型參數(shù)初始值，使模型投入非?？?；模型自學(xué)習(xí)參數(shù)的修正是根據(jù)帶忘卻系數(shù)的最小二分法來完成的；與具體生產(chǎn)工藝廠家無關(guān)；軟件適應(yīng)于不同的計算機(jī)平臺。權(quán)利要求1、一種快速冷卻溫度控制系統(tǒng)，應(yīng)用于RCC爐，所述RCC爐包括實際中央段速度檢測儀(L1/E)、電氣控制設(shè)備(L1/E)、溫度檢測設(shè)備(L1/I)、相應(yīng)的熱電偶(L1/I)，其特征在于，包括前饋控制模塊和反饋控制模塊，用于對所述RCC爐執(zhí)行前饋控制和反饋控制，以控制經(jīng)過所述RCC爐的帶鋼在到達(dá)RCC爐出口時的溫度；所述前饋控制模塊包括輸入控制模塊、計算前饋控制模塊和輸出前饋控制模塊，其中所述輸入控制模塊用于輸入鋼卷數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，所述計算前饋控制模塊用于計算控制變量、確定目標(biāo)鋼卷、確定執(zhí)行前饋控制、分配控制變量，所述輸出前饋控制模塊用于輸出控制變量、輸出調(diào)整值；所述反饋控制模塊包括輸入控制模塊、計算反饋控制模塊和輸出反饋控制模塊，其中輸入控制模塊用于輸入鋼卷數(shù)據(jù)、輸入分配數(shù)據(jù)、輸入實際數(shù)據(jù)、輸入模型數(shù)據(jù)，計算反饋控制模塊用于計算反饋控制變量、確定執(zhí)行反饋控制、自學(xué)習(xí)控制、分配控制變量，輸出反饋控制模塊用于輸出控制變量、輸出調(diào)整值。2、一種快速冷卻溫度控制方法，可應(yīng)用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟一、開始；步驟二、所述前饋控制模塊獲取物料跟蹤信息和帶鋼中央段速度變化信息，其中物料跟蹤信息指帶鋼到達(dá)RCC段入口前設(shè)定距離或帶鋼到達(dá)RCC段出口前設(shè)定距離；步驟三、進(jìn)行前饋控制；步驟四、若執(zhí)行前饋控制45秒后，無物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，則進(jìn)入所述反饋控制模塊執(zhí)行步驟五;步驟六、以30秒為周期循環(huán)執(zhí)行反饋控制，每個周期結(jié)束時判斷是否有物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，若有進(jìn)入步驟三，若無，執(zhí)行所述周期反饋控制。3、根據(jù)權(quán)剎要求2所逑的快速冷卻溫度控制方法，其特征在于，所述步驟三進(jìn)行前饋控制包括計算帶鋼到達(dá)所述RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度和冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值；其中計算帶鋼到達(dá)RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度包括決定生產(chǎn)巻在RCC爐出口時的的目標(biāo)帶鋼溫度TSot=TSol+Tsmo,決定過渡巻的目標(biāo)帶鋼溫度TSot=TSodc+Tsmo;其中Tsot為RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度，Tsol為當(dāng)前一巻鋼巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度，Tsmo為標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度的修正值，TSodc過渡巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度；其中計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值包括首先計算帶鋼的比熱CPot,即CPot=g(TSot)，其中TSot在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度，CPot為對上述TSot的帶鋼的比熱，函數(shù)關(guān)系為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中A3、A4、A5、A6為常數(shù)；然后計算加熱傳導(dǎo)系數(shù)HSxc，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中DS為帶鋼比重，TH為帶鋼厚度，Vsca為實際中央段速度，Tsot為RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度，Tsit為RCC爐入口時的目標(biāo)帶鋼溫度，Tgcaa為平均實際冷卻氣體溫度，LFlc為帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度；最后計算冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBzp(i):首先確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中WD為帶鋼寬度，Vsca為實際中央段速度，Ccl、Cc2、Cc3為自學(xué)習(xí)控制參數(shù)；此時若HSxc〉CcO時，計算總的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值RBlctc，艮P<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中HSxc為加熱傳導(dǎo)系數(shù)，Cc4為自學(xué)習(xí)控制參數(shù)，n為常數(shù)；計算冷卻長度LFx，即V60.C對其中Cst為溫度冷卻速度；計算總的被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值Rbset，即她"=—S朋lcwto(:■>其中i為未被控制區(qū)的區(qū)號，范圍為i-l、3，RBlcnta(i)為實際未被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；決定冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值)，包括(a)設(shè)定關(guān)閉區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值為零,即當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式均為"NG"并且實際冷卻風(fēng)機(jī)開一關(guān)狀態(tài)為"OFF"時，RBzp(i)=0，其中i=l、3;如果實際風(fēng)機(jī)控制方式為"OFF"則NO.X風(fēng)扇ON-OFF狀態(tài)為關(guān)閉，其中i=l時，X=1、2或3，i=2時，則X=4、5或6;(b)在實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值中，設(shè)定未被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值，即當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)控制方式均為"NG"并且實際冷卻風(fēng)機(jī)開--關(guān)狀態(tài)為"ON"時，RBzp(i)=Rbza(i)，其中i=l、3，Rbza為實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；如果實際風(fēng)機(jī)控制方式為"OFF"則N0.X風(fēng)扇0N-OFF狀態(tài)為關(guān)閉，其中i=l時，X=l、2或3，i=2時，則X=4、5或6;(c)在實際被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的區(qū)域，計算冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBzt(i)，即其中I為被控制的區(qū)號，范圍為1、X，X最大值-6，RB產(chǎn)RBset;如果RBzt(i)〈RBscmin時，RBzt(i)-Rbscmin,如果RBzt(i)>RBscmax時，RBzt(i)-Rbscmax，其中Rbscmax為冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最大值，Rbscmin為冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值的最小值；如果RBlcmax〉RBzt(i)〉RBlcmin時，RBzt(i)=RBzt(i);艮卩^ftp(l)=J)/JBzf(y)，_/=1~3;d)決定冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBzp(i)，i=1,3，即腳(O=5>崎)，_/-4~6;此時若HSxc蕓CcO時，則設(shè)定所有區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最小值，即RB印(i)=RBlcmin，其中i=1到3;另外，對接受的鋼巻數(shù)據(jù)，要進(jìn)行上下限合法性的校驗，若鋼巻數(shù)據(jù)超過上下限值，則將對計算機(jī)的應(yīng)答控制方式進(jìn)行復(fù)位；所述步驟六執(zhí)行反饋控制包括根據(jù)實際帶鋼溫度和目標(biāo)帶鋼溫度之間的差，計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值，并將所得冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值每隔設(shè)定時間送到電氣控制設(shè)備；其中計算帶鋼到達(dá)RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度包括決定生產(chǎn)巻在RCC爐出口時的的目標(biāo)帶鋼溫度TSot=TSol+Tsmo,決定過渡巻的目標(biāo)帶鋼溫度TSot=TSodc+Tsmo;其中Tsot為RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度，Tsol為當(dāng)前一巻鋼巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度，Tsmo為標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度的修正值，TSodc過渡巻的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)帶鋼溫度計算自學(xué)習(xí)控制參數(shù)Ccl、Cc2、Cc3、Cc4,包括首先計算相對TSoa的帶鋼的比熱CPoa和相對TSot的帶鋼的比熱Cpot,即CPoa-g(TSoa)、CPot-g(TSot),其中Tsoa為在RCC爐出口時的實際帶鋼溫度、Tsot為在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度，A3、A4、A5、A6為常數(shù)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>;然后計算實際的加熱轉(zhuǎn)移系數(shù)Hsxa，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中DS為帶鋼比重、TH為帶鋼厚度、Cpoa為TSoa的比熱、Tsiax為帶鋼在RCC入口對應(yīng)TSoa的實際溫度、TSia(N)為帶鋼在RCC入口的實際溫度、Tsoa為帶鋼在RCC出口實際溫度、LFsc為帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度、Tgcaa為實際平均冷卻煤氣溫度、VScaa為實際中央段平均速度；然后計算要求的加熱轉(zhuǎn)移系數(shù)HSxc，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中Vscaa為實際中央段平均速度、WD為帶鋼寬度、n為常數(shù)，Ccl、Cc2、Cc3、Cc4為自學(xué)習(xí)參數(shù)；最后計算自學(xué)習(xí)參數(shù)Ccl、Cc2、Cc3、Cc4，自學(xué)習(xí)參數(shù)的修正是根據(jù)帶忘卻系數(shù)的最小二分法來完成；i+算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值RBzp(i),包括計算理論目標(biāo)帶鋼的溫度差Tsod，即其中TSot為在RCC爐出口時的目標(biāo)帶鋼溫度、Tsoa為在RCC爐出口時的實際帶鋼溫度；計算變化的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)DHSsc，即n加，"dZM**60*C/>co*股加TOj2*丄flc*(7Sca-7Gcoa)其中GB為反饋控制增益參數(shù),如果TsodS0時,則GB=GB1,如果TsocK0時,則GB^GB2，DS為帶鋼比重、TH為帶鋼厚度、VScaa為實際中央段平均速度、LFlc為帶鋼在RCC爐內(nèi)的長度、TGsc為實際平均冷卻煤氣溫度；最后計算冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速參考值RBzp(i):即首先確定Cc0=Ccl+Cc2*FFD2+Cc3*徊c。。，其中WD為帶鋼寬度、Vscaa為實際中央段平均速度、Ccl、Cc2、Cc3、Cc4為自學(xué)習(xí)參數(shù)，當(dāng)HSxt〉CcO時，首先計算變化的目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值DRBsc即D朋lc-"(船f—CcO)"、D朋c，Cc4"其中DHSlc為變化的目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參考值、HSxt為實際加熱轉(zhuǎn)移系數(shù)Cc0、Cc4為自學(xué)習(xí)參數(shù)、n為常數(shù)，然后對變化的目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行極限校驗，艮P:如果DRBlc〉DNC時，則DRBlc=DNC，如果DRBlc〈-DNC時，DRBlc=-DNC，其中DNC為冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的最大變化值、DRBlc為目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)逮的變化值；再計算總的被控制區(qū)的冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBlctc，艮卩疆cto=她加+D朋lc，其中DRBlc為目標(biāo)冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化值、Rbzat為總的實際冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速且Rbzat=ERbza(i)其中i=l-6;最后計算決定冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速參考值RBzp(i):i=1,3，即-S，乂=4~6;此時若HSxc^CcO時，則設(shè)定所有區(qū)域的冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最小值，即RBzp(i)=RBlcmin，其中i=1到3;另外，對接受的鋼巻數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行上下限合法性的校驗，若鋼巻數(shù)據(jù)超過上下限值，則將對計算機(jī)的應(yīng)答控制方式進(jìn)行復(fù)位。全文摘要本發(fā)明公開了一種快速冷卻溫度控制系統(tǒng)，包括前饋控制模塊和反饋控制模塊。本發(fā)明還公開了一種快速冷卻溫度控制方法，包括步驟一、開始；步驟二、前饋控制模塊獲取物料跟蹤信息和帶鋼中央段速度變化信息；步驟三、進(jìn)行前饋控制；步驟四、若執(zhí)行前饋控制45秒后，無物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，則執(zhí)行步驟五；步驟六、以30秒為周期循環(huán)執(zhí)行反饋控制，每個周期結(jié)束時判斷是否有物料跟蹤信息或/和帶鋼中央段速度變化信息輸入前饋控制模塊，若有進(jìn)入步驟三，若無，執(zhí)行周期反饋控制。本發(fā)明方法及系統(tǒng)能夠適用于不同類型的生產(chǎn)線。文檔編號G05B13/02GK101131572SQ200610030409公開日2008年2月27日申請日期2006年8月25日優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日發(fā)明者金武明申請人:上海寶信軟件股份有限公司