棒材控冷系统的温度自动控制方法

摘要

一种棒材控冷系统的温度自动控制方法，属于棒材热处理技术领域。控制步骤包括：温度检测处理：包括对实际温度检测设备有效值的判断、实际检测值的修正；温度自动调节：对棒材精轧前的预冷段后温度实现温度自动调节，对棒材的冷床入口温度实现温度自动调节。有效的解决了棒材温度控制精度和稳定性的问题。优点在于，所有控冷设备都自动运行，经过控冷自动控制后的棒材表面温度和芯部温度的分布平稳，从而提高了钢材的强度和韧性，改善了钢材组织，并且通过自动控制冷却水泵和阀组节省了电能源和水能源。

主权项

一种棒材控冷系统的温度自动控制方法，以冷却水流量调节阀为控制对象，以棒材预冷后温度和上冷床温度为控制目标，建立一个模糊控制结合传统PID控制的温度自动控制系统；其特征在于：工艺步骤如下：(1)温度检测处理：a、除去偶然性数据:将采集到的温度传感器信号进行预处理，首先对4到20毫安的温度传感器信号进行模数转换，转换成以温度为单位的工程量，计算的过程中要将小于4毫安和大于20毫安的温度传感器信号舍弃不用，然后计算出当前采集周期和前一个采集周期的温度差，当偏差大于量程的10％认为当前周期的数据为虚假信号，将此虚假信号舍弃不用，当连续15个周期偏差都大于量程的10％，则将第15个周期的数据做为当前信号，这样就去除了信号干扰因素对系统控制稳定性造成的影响；b、取偏高点温度取前一时段的N个数据，计算出N个数值的最大值、最小值和平均值，考虑控冷后棒材表面附着水流、棒材过活套设备时的波动因素的影响，这些因素都会导致测量结果偏低，因此采用温度值的偏高值算法，根据偏高值算法计算出温度偏高值做为处理后的温度值，公式采用T_偏高值＝a T_最大值+b T_平均值，其中的a、b系数为百分比，a、b的和为1；(2)温度自动调节：压力自动调节，控冷供水系统采用两工频、两变频共4个供水泵，根据当前压力和设定压力的差值，采用智能组合的自动调节算法控制4个泵的启停状态和运转频率，从而保证冷却段喷水点的压力；流量自动调节，根据设定流量，使用PID算法自动调节冷却水阀，记录生产中冷却水的流量和调节阀的阀位值，得出冷却水流量和调节阀阀位的对应关系，分别得出调节快、正常、慢三种结果，并且对应三组PI参数值，使得调节阀能最快调节到设定流量；自动调节时，流量设定采用以下公式来修正F_Set＝F_t+aF₁+bF₂+cF₃+dF₄+eF₅+fF₆+gF₇+h；其中F_Set为流量设定值，F_t为修正前的流量设定值，F₁到F₇分别对应是轧机速度、冷却前温度、当前冷却水流量、冷却水压力、冷却水温度、棒材直径、冷却器使用个数的影响因素，其中的a到h为系统补正系数；低流量调节模型，调节阀阀门开度输出在0％到15％之间时，建立流量与阀门开度的对应关系列表，通过记录最近几次钢坯生产数据进行加权平均处理，自学习修正关系列表，稳定水流量控制；温度串级调节结合模糊控制，根据设定温度，使用PID算法自动调节流量设定，通过模糊控制修正温度串级调节的PI参数，根据设定温度和棒材实际温度的偏差分出大大、大、正常、小、小小五个区间，并且对应出五组P比例参数，通过记录的棒材温度和冷却水流量的数值，得出棒材温度和冷却水流量的一个关系列表，根据棒材温度和冷却水流量的对应关系分别得出调节快、正常、慢三个区间，并且对应三组I积分参数值；限幅控制及修正：在温度自动调节过程中，对阀位的上下限进行限幅，根据当前的钢种、规格来设定上下限初值，下限设定在8％‑20％之间，上限设定在65％‑90％之间，避免水量变化过大，影响其它并行水段的自动控制。