冷轧酸洗酸浓度控制方法和装置

摘要

本发明公开了一种冷轧酸洗酸浓度控制方法和装置，该方法是在酸洗生产线的酸循环槽上配置三个加酸罐，三个加酸罐之间是互相连通的，在每一个加酸罐与酸槽的酸溶液回流管道上串接一个酸浓度测量装置，通过酸浓度测量装置测量得到生产线上酸槽内酸溶液的实际酸浓度值经酸浓度分析器后馈给多变量控制器，在多变量控制器内与工艺要求给定的酸浓度值比较，其差值作为多变量控制器模型的输入值；由于三个加酸罐之间的酸浓度是互相影响的，因此必须找出三个测量点的酸浓度之间的耦合关系，建立生产线酸循环槽的数学模型，并进行多变量解耦合计算。本发明的控制方法能实现酸浓度闭环控制，从而节约盐酸用量，减少废酸再生数量，降低环境污染。

主权项

一种冷轧酸洗酸浓度控制方法，其特征是：在酸洗生产线的酸循环槽上配置三个加酸罐，三个加酸罐之间是互相连通的，在每一个加酸罐与酸槽的酸溶液回流管道上串联接一个酸浓度测量装置，通过酸浓度测量装置测量得到生产线上酸槽内酸溶液的实际酸浓度值经酸浓度分析器后馈给多变量控制器，在多变量控制器内与工艺要求给定的酸浓度值比较，其差值作为多变量控制器模型的输入值；由于三个加酸罐之间的酸浓度是互相影响的，即测量得到的酸浓度值是互相关联的，因此必须找出三个测量点的酸浓度之间的耦合关系，建立生产线酸循环槽的数学模型，并进行多变量解耦合计算，将多变量控制系统转化为单变量控制系统；具体步骤是：第一步，建立酸洗生产线上被控对象酸洗槽的多变量数学模型生产线酸槽的被控对象加酸罐传递函数矩阵G(s)的表达式为：$G\left(s\right)=\frac{1}{(a_1{a}_2{a}_{3}s+a_3{\beta }_1(a_1+a_2))s^2+({\beta }_2+{\beta }_3)(a_1{a}_{2}s+{\beta }_1(a_1+a_2))s}{G}^{-1}\left(s\right)---\left(7\right)$加酸罐传递函数矩阵G(s)的逆函数G^‑1(s)表达式为：$G^{-1}\left(s\right)=\left(\begin{array}{ccc}{a}_{1}s+{\beta }_1& -{\beta }_1& 0\\ -{\beta }_1& a_{2}s+{\beta }_1+{\beta }_2& -{\beta }_2\\ 0& -{\beta }_2& a_{3}s+{\beta }_2+{\beta }_3\end{array}\right)---\left(6\right)$式中：a₁,a₂,a₃是三个加酸罐的截面积，三个加酸体积相同，β₁,β₂,β₃是工艺允许的加酸流量的偏差量；第二步：根据第一步得到的数学模型G(s)设计预补偿器传递函数矩阵K_p(s)，使得K_p(s)G(s)成为对角优势矩阵,其步骤如下：1)运行现有的绘制传递函数G(s)格稀高林带的软件，在软件弹出的界面中输入传递函数G(s)，输入完成后点击运行，在界面上得到附有格稀高林带的奈氏图，使得K_p(s)G(s)成为对角优势矩阵；2)利用现有的对角优势化软件，计算出预补偿器传递函数矩阵K_p(s)；绘制出K_p(s)G(s)的格稀高林带，得到补偿后的开环系统已经达到对角优势；第三步，加酸槽传递函数G(s)单回路补偿设计，由于K_p(s)G(s)已经达到对角优势，因此可以采用单变量的设计方法对三个单回路进行补偿设计，取K_ci(i＝1,2,3)为PI调节器，通过几次参数凑试，得到动态补偿器传递函数矩阵K_c(s)值；第四步，绘制G(s)K_c(s)K_p(s)附有格稀高林带的奈氏图，根据奈氏稳定判据，保证闭环系统稳定，得到酸浓度反馈增益值F(s)。