撫鋼合金鋼方坯連鑄機(jī)二次冷卻控制

1、撫鋼合金鋼方坯連鑄機(jī)二次冷卻控制撫鋼合金鋼方坯連鑄機(jī)二次冷卻控制1)1)張振山柴天佑王偉鄧立民呂鳳鈞鄧長輝摘要介紹撫鋼合金鋼方坯連鑄機(jī)二次冷卻控制系統(tǒng)的組成和各部分的功能，說明二冷水流量設(shè)定、拉坯速度前饋控制以及溫度反饋控制，重點(diǎn)分析了鑄坯成長模型和鑄坯表面溫度濾波等關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞連鑄機(jī)二次冷卻鑄坯成長模型SecondarycoolingcontrolfalloysteelbilletcontinuouscasterinFush

2、unSpecialSteelCoLtdZhangZhenshanChaiTianyouWangWei(AutomationResearchCenterofNtheasternUniversityShenyang110006)DengLiminLFengjunDengChanghui(FushunSpecialSteelCoLtd)AbstractTheconstructionfunctionsofthesecondarycoolingc

3、ontrolsystemfalloysteelbilletcontinuouscasterinFushunSpecialSteelCoLtdareintroduced.Thesettingofwaterflowratefeedfwardcontrolofwithdrawalvelocityfeedbackcontroloftemperaturearedescribed.Somekeytechnologiessuchasbilletlif

4、etimemodelsurfacetemperaturefilteringareanalyzedindetail.Keywdscontinuouscastersecondarycoolingbilletlifetimemodel撫鋼連鑄分廠的弧形連鑄機(jī)為1機(jī)4流，用于澆鑄合金鋼方坯(最大斷面320mm280mm)，由意大利DANIELI公司設(shè)計。東北大學(xué)自動化研究中心與撫鋼連鑄分廠電氣工程師對控制系統(tǒng)進(jìn)行了消化吸收，參加了安裝調(diào)試。二次

5、冷卻是連鑄過程的一個重要環(huán)節(jié)，本文將對其控制原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。1系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成二次冷卻系統(tǒng)由生產(chǎn)現(xiàn)場、過程控制和優(yōu)化設(shè)定3級組成，如圖1所示。4流都有獨(dú)立的完全相同的二次冷卻控制系統(tǒng)，下面只介紹其中1流系統(tǒng)。實(shí)時控制功能，采用西門子的R125型PC機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，二者經(jīng)SINECH1網(wǎng)進(jìn)行通信。在過程監(jiān)控PC機(jī)上，人機(jī)界面用組態(tài)軟件FIX32開發(fā)。與二次冷卻有關(guān)的功能有：顯示二冷水每段的實(shí)際流量、壓力以及連鑄坯在二冷室出口處的表面

6、溫度等，還可以設(shè)定鑄坯出口溫度，二冷水流量設(shè)定模型的3個參數(shù)(K1、K2、K3)，溫度反饋控制器的比例增益KP和積分增益KI，另外還能進(jìn)行噴水測試。1.31.3優(yōu)化設(shè)定級優(yōu)化設(shè)定級R125型PC機(jī)除了連在SINECH1網(wǎng)上外，還可以和過程控制PC機(jī)直接進(jìn)行通信。軟件用PAL語言開發(fā)，用來管理生產(chǎn)過程的歷史數(shù)據(jù)庫和技術(shù)數(shù)據(jù)庫，包括編輯和修改各種設(shè)定值，用曲線的方式對當(dāng)前和歷史的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以方便專業(yè)技術(shù)人員對生產(chǎn)過程進(jìn)行離線分析和優(yōu)

7、化。2控制原理控制原理二次冷卻的被控對象可以看成是3輸入單輸出的溫度系統(tǒng)。3個輸入分別是3段二冷水的流量，一個輸出是鑄坯在二冷室出口處的表面溫度。二次冷卻的控制目標(biāo)實(shí)質(zhì)是整個鑄坯的溫度場，由于無法直接測量，只能在鑄坯出二冷室時測量它的表面溫度，所以在設(shè)計控制器時就把控制目標(biāo)由溫度場轉(zhuǎn)化為表面溫度了。二冷水的3個流量控制回路(圖1只畫了其中的一個)采用常規(guī)的PI控制器，故不再多說。2.12.1流量設(shè)定與前饋控制流量設(shè)定與前饋控制拉坯速度是

8、設(shè)定二冷水流量的重要依據(jù)之一，在影響鑄坯溫度的干擾中，拉坯速度也是最主要的。拉坯速度和二冷水流量間的具體關(guān)系可以用二次多項式來表示：FF=K3＋K2.S＋K1.S2(1)如圖1所示，式中FF是流量設(shè)定值；K1、K2、K3是多項式的3個系數(shù)，根據(jù)鑄坯的鋼種和規(guī)格來確定；S是平均拉坯速度，計算方法將在下文給出。式(1)起兩個作用，一是設(shè)定每段二冷水的基本流量，二是當(dāng)拉坯速度發(fā)生變化時能對所設(shè)定的流量進(jìn)行前饋修正。2.22.2溫度反饋控制溫度

9、反饋控制二冷系統(tǒng)的溫度反饋控制回路采用常規(guī)PI控制器：FB=KP.ΔT＋KI.ΔT(2)ΔT=Tset－Tf(3)如圖1所示，式中FB是對流量的反饋修正值，KP、KI分別是比例和積分控制增益，Tset是鑄坯在二冷室出口溫度的設(shè)定值，Tf是經(jīng)過濾波的鑄坯表面溫度的測量值。反饋控制對流量的修正是受限的，修正后的總流量不得低于前饋流量的30％，這主要是從安全角度考慮的。另外，如果Tf低于800℃，為防止積分控制器飽和，要停止積分。如果Tset