热轧带钢层流冷却控制系统
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收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ０ ２ １－ ７ ３
其 中 Ⅳ为 消除 △ 所需 的集管 组数 。 控冷 反馈 系统 是一 个 比较 典 型 的大滞 后系统 ， 在 ＰＤ控 制 的基 础上 ， Ｉ 考虑 采用 Ｓ ｉ 预估 器控 制器 ｍｔ ｈ 补 偿 滞后 系 统进 行 更好 的控 制 ， 偿器 结 构 如 图 ２ 补
求 。为 了提高带 钢 卷取温 度 的控制精 度 ， 对层 流冷
却系 统 自动化控 制进 行改 造 ， 优化 改进 了基础 自动 化控制 系统 ， 增加 了过程 自动化控制 系统 。
１ 热连轧层 流冷却生产 工艺概况
莱 钢银 山型 钢有 限公 司板 带 厂 １ ０ ｍ热轧 ０ｍ ５
２１ 带 Ｓ ｔ 预估 器控 制器的反馈 控制 … ． ｍｉ ｈ 层 流冷却反馈 控制 的启 动 时刻是在 Ｃ Ｃ Ｏ Ｔ — Ｎ经
２ｓ或 ２ 跟踪样 本 ） ， （ 个 后 由控制 逻辑启 动 ； 结束 时刻
是在 带 钢 尾 部通 过 层 流冷 却 区时 。 为 了便 于 系统
调 试 ， Ｈ 上 设 置 反 馈 控 制 投 入／ 投入 转 换 开 在 ＭＩ 不
摘 要： 了提高莱钢 １ ０ 为 ０ｍｍ热连轧卷取温度的控制精度 ， ５ 对原基础 自动化控制系统进行改造 ， 增加了带 Ｓ ｉ 预估器 的 ｍｔ ｈ
反馈控制和轧机抛钢后 的冷却水 前馈控制 ； 同时增加 了过程 自动化控 制系统 ， 包括预设定计算 、 正设定计算和 自学 习计 修 算模 块 。系统改造后 ， 钢卷取温度控制不稳 定的现象基本消除 ， 带 实现了带钢 的冷却模 式 、 卷取温度 和冷却速率 的精确控 制， 提高了带钢 的质量 。
调集管热流密度 ，Ｊ（ ２ｈ ； ｋ／ｍ －） 为每个精调集管长 ， ｍ。
层流冷 却实 测终 冷温度偏 差 △ 与增减 集管数
Ⅳ的关 系计算 如下 ：
Ｎ Ｉ Ｔ ＡＴ ＋ ．） ＝Ｎ 来自百度文库 ／Ａ ０ ， ５
卷 取温 度控 制是 根据 精轧 出 口的速 度 、 度 和 厚 精轧 终轧 温度 以及 要求 的卷 取温度 ， 热输 出辊道 对 上下 的层 流冷 却装 置开启 集 管段进 行设 定和 控制 ， 以保 证 带 钢进 入 卷 取机 前 的实 际温 度 在要 求 卷取 温度及其 精度 的范 围内。
冷却 的入 口和 出 口分别安 装有吹扫 电磁阀 。
３６ ｏ ×ＣＤ × ｏ × Ｔ×
～
．
，
式 中 ： 为 比重 ，ｇ 为 比热 ，Ｊ（ ｇ ｃ ） 胛 为 Ｔ ｋ／ ； ｍ ｋ／ｋ ・＝ ； Ｉ
带钢 厚度 ， Ｖ ｍｍ； 为夹送 辊线速 度 ， ／； 为每个精 ｍ ｓＱ
×
层 流冷却装 置共 有 １ 组集 管 ， ５ 每组 集管有 上集
管 和 下 集 管 ， 别 对 带 钢 上 表 面 和下 表 面 进 行 冷 分
却 ， 中前 ９ 为 粗冷 段 ， 主 冷 区 ； ６ 为 精冷 其 组 为 后 组 段， 为微调 区和反馈 控 制 区。上 部冷却 采 用 ｕ型管 层流 冷却 装置 ； 下部 为下 喷射 集管 。在 带钢侧 面安 装有 １ 组侧 喷 阀 ， ６ 对带 钢 的侧 面进行 冷却 。在层 流
能力 不 足 ， 控 制 系统 只有 基 础 自动 化控 制 ， 其 随着
市场 对带 钢质量 要求 的提 高 ， 原控制 模式 和控 制策 略都 不 能 满 足现 有 生产 需 要 和卷 取 目标 温 度 的要
２ 基础 自动化控制 系统
层 流冷 却 区域 基础 自动 化控 制 系 统 的 主要 功 能包 括数 据采 集 和处理 ， 管快 速气 动薄 膜 阀开关 集 控制 ， 流冷 却 区 域带 钢 微 跟踪 ， 层 带钢 头 部 移动 过 程 中 的冷 却水 顺 序 打 开 和带 钢 尾部 移 动 过 程 中 的 冷却 水顺 序关 断控 制 ， 侧喷 水和 垂直 喷射 水开关 控 制 ， 流 区人 口和 出 口压 缩 空气 吹 扫 阀 开关 控制 ， 层 机 旁 高 位 水 箱 液 位 检 测 ， 集 管 液 压 倾 翻 手 动 控 上
关键 词 ： ； 带钢 层流冷却 ； 控制系统 ； 前馈补偿 ； 过程 自 动化
中图分 类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ）２ ０６ — ２ １０ — ６ ０ ２ １ ０ — ０ ２ ０ １
莱 钢 １ ０ ０ｍｍ热连 轧 原层 流 冷 却 系统 的 冷却 ５
所示 。
作者简介 ： 王芳 ， ，９ １ 女 １ ８ 年生 ，０ ６ ２ ０ 年毕业于北京邮电大学检测技 术及 自动 化装置专业 ， 硕士 。现 为莱钢 自动化部银 山轧区车 间工 程师 ， 事冶金 自动化控 制工作 。 从 ６ ２
带钢 层 流冷 却装 置设 置在 热轧 精 轧机 Ｆ 机架 与 １ ６ 卷取 机 间的输 出辊道 上下 方 ， 层流冷 却 区主要设 备
布置见 图 １ 。
制， 层流冷却精调段流量反馈控制 ， 精轧机抛钢后 的冷 却 水 前馈 控 制 ， 制 冷 却 系统 的联 锁 控 制 ， 控 冷
却过程机 与 ＨＭＩ 终端 的数据 交换等 。
第３ 卷 第 ２ ３ 期
２ １ 年 ４月 ０１
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ ｔｌｕ ｇ
Ｖ０ － ３ ｌ Ｎｏ２ ３ ． Ａｐ ｉ ０ １ ｒｌ ２ １
热 轧 带钢 层 流 冷 却控 制 系统
王 芳， 吴召 明
（ 莱芜钢铁集团有限公司 自动化部 ， 山东 莱芜 ２ １０ ） ７１ ４
图 １ 层 流 冷 却 区设 备 布 置
关 ， 投 入 时 ， 在程 序 内部 监 控 块 中给 出反馈 控 不 只 制 的输 出结果 ， 不对 实际集管进 行 Ｏ ／ Ｆ 控 制 。 并 ＮＯ Ｆ 每个精调集 管所产 生的温 降模型 为瞳： ］
ＡＴ Ｄ＝ １Ｏ ０ ｘｌ ０ ￣
其 中 Ⅳ为 消除 △ 所需 的集管 组数 。 控冷 反馈 系统 是一 个 比较 典 型 的大滞 后系统 ， 在 ＰＤ控 制 的基 础上 ， Ｉ 考虑 采用 Ｓ ｉ 预估 器控 制器 ｍｔ ｈ 补 偿 滞后 系 统进 行 更好 的控 制 ， 偿器 结 构 如 图 ２ 补
求 。为 了提高带 钢 卷取温 度 的控制精 度 ， 对层 流冷
却系 统 自动化控 制进 行改 造 ， 优化 改进 了基础 自动 化控制 系统 ， 增加 了过程 自动化控制 系统 。
１ 热连轧层 流冷却生产 工艺概况
莱 钢银 山型 钢有 限公 司板 带 厂 １ ０ ｍ热轧 ０ｍ ５
２１ 带 Ｓ ｔ 预估 器控 制器的反馈 控制 … ． ｍｉ ｈ 层 流冷却反馈 控制 的启 动 时刻是在 Ｃ Ｃ Ｏ Ｔ — Ｎ经
２ｓ或 ２ 跟踪样 本 ） ， （ 个 后 由控制 逻辑启 动 ； 结束 时刻
是在 带 钢 尾 部通 过 层 流冷 却 区时 。 为 了便 于 系统
调 试 ， Ｈ 上 设 置 反 馈 控 制 投 入／ 投入 转 换 开 在 ＭＩ 不
摘 要： 了提高莱钢 １ ０ 为 ０ｍｍ热连轧卷取温度的控制精度 ， ５ 对原基础 自动化控制系统进行改造 ， 增加了带 Ｓ ｉ 预估器 的 ｍｔ ｈ
反馈控制和轧机抛钢后 的冷却水 前馈控制 ； 同时增加 了过程 自动化控 制系统 ， 包括预设定计算 、 正设定计算和 自学 习计 修 算模 块 。系统改造后 ， 钢卷取温度控制不稳 定的现象基本消除 ， 带 实现了带钢 的冷却模 式 、 卷取温度 和冷却速率 的精确控 制， 提高了带钢 的质量 。
调集管热流密度 ，Ｊ（ ２ｈ ； ｋ／ｍ －） 为每个精调集管长 ， ｍ。
层流冷 却实 测终 冷温度偏 差 △ 与增减 集管数
Ⅳ的关 系计算 如下 ：
Ｎ Ｉ Ｔ ＡＴ ＋ ．） ＝Ｎ 来自百度文库 ／Ａ ０ ， ５
卷 取温 度控 制是 根据 精轧 出 口的速 度 、 度 和 厚 精轧 终轧 温度 以及 要求 的卷 取温度 ， 热输 出辊道 对 上下 的层 流冷 却装 置开启 集 管段进 行设 定和 控制 ， 以保 证 带 钢进 入 卷 取机 前 的实 际温 度 在要 求 卷取 温度及其 精度 的范 围内。
冷却 的入 口和 出 口分别安 装有吹扫 电磁阀 。
３６ ｏ ×ＣＤ × ｏ × Ｔ×
～
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，
式 中 ： 为 比重 ，ｇ 为 比热 ，Ｊ（ ｇ ｃ ） 胛 为 Ｔ ｋ／ ； ｍ ｋ／ｋ ・＝ ； Ｉ
带钢 厚度 ， Ｖ ｍｍ； 为夹送 辊线速 度 ， ／； 为每个精 ｍ ｓＱ
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层 流冷却装 置共 有 １ 组集 管 ， ５ 每组 集管有 上集
管 和 下 集 管 ， 别 对 带 钢 上 表 面 和下 表 面 进 行 冷 分
却 ， 中前 ９ 为 粗冷 段 ， 主 冷 区 ； ６ 为 精冷 其 组 为 后 组 段， 为微调 区和反馈 控 制 区。上 部冷却 采 用 ｕ型管 层流 冷却 装置 ； 下部 为下 喷射 集管 。在 带钢侧 面安 装有 １ 组侧 喷 阀 ， ６ 对带 钢 的侧 面进行 冷却 。在层 流
能力 不 足 ， 控 制 系统 只有 基 础 自动 化控 制 ， 其 随着
市场 对带 钢质量 要求 的提 高 ， 原控制 模式 和控 制策 略都 不 能 满 足现 有 生产 需 要 和卷 取 目标 温 度 的要
２ 基础 自动化控制 系统
层 流冷 却 区域 基础 自动 化控 制 系 统 的 主要 功 能包 括数 据采 集 和处理 ， 管快 速气 动薄 膜 阀开关 集 控制 ， 流冷 却 区 域带 钢 微 跟踪 ， 层 带钢 头 部 移动 过 程 中 的冷 却水 顺 序 打 开 和带 钢 尾部 移 动 过 程 中 的 冷却 水顺 序关 断控 制 ， 侧喷 水和 垂直 喷射 水开关 控 制 ， 流 区人 口和 出 口压 缩 空气 吹 扫 阀 开关 控制 ， 层 机 旁 高 位 水 箱 液 位 检 测 ， 集 管 液 压 倾 翻 手 动 控 上
关键 词 ： ； 带钢 层流冷却 ； 控制系统 ； 前馈补偿 ； 过程 自 动化
中图分 类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ）２ ０６ — ２ １０ — ６ ０ ２ １ ０ — ０ ２ ０ １
莱 钢 １ ０ ０ｍｍ热连 轧 原层 流 冷 却 系统 的 冷却 ５
所示 。
作者简介 ： 王芳 ， ，９ １ 女 １ ８ 年生 ，０ ６ ２ ０ 年毕业于北京邮电大学检测技 术及 自动 化装置专业 ， 硕士 。现 为莱钢 自动化部银 山轧区车 间工 程师 ， 事冶金 自动化控 制工作 。 从 ６ ２
带钢 层 流冷 却装 置设 置在 热轧 精 轧机 Ｆ 机架 与 １ ６ 卷取 机 间的输 出辊道 上下 方 ， 层流冷 却 区主要设 备
布置见 图 １ 。
制， 层流冷却精调段流量反馈控制 ， 精轧机抛钢后 的冷 却 水 前馈 控 制 ， 制 冷 却 系统 的联 锁 控 制 ， 控 冷
却过程机 与 ＨＭＩ 终端 的数据 交换等 。
第３ 卷 第 ２ ３ 期
２ １ 年 ４月 ０１
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ ｔｌｕ ｇ
Ｖ０ － ３ ｌ Ｎｏ２ ３ ． Ａｐ ｉ ０ １ ｒｌ ２ １
热 轧 带钢 层 流 冷 却控 制 系统
王 芳， 吴召 明
（ 莱芜钢铁集团有限公司 自动化部 ， 山东 莱芜 ２ １０ ） ７１ ４
图 １ 层 流 冷 却 区设 备 布 置
关 ， 投 入 时 ， 在程 序 内部 监 控 块 中给 出反馈 控 不 只 制 的输 出结果 ， 不对 实际集管进 行 Ｏ ／ Ｆ 控 制 。 并 ＮＯ Ｆ 每个精调集 管所产 生的温 降模型 为瞳： ］
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