热轧层流冷却带钢时间速度图动态计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热轧过程控制系统，具体地，涉及热轧层流冷却带钢时间速度图动态 计算方法。
【背景技术】
[0002] 在热轧过程控制系统中，提高卷取温度控制精度是系统主要的目标之一。卷取温 度控制（CTC)是一个较为复杂的，一般由基于数学模型的CTC预设定、CTC前馈动态设定及 CTC反馈动态设定形成的闭环控制实现的功能。影响卷取温度控制精度的因素主要有带钢 在精轧出口温度、速度、带钢板形、层流冷却设备因素等。带钢速度是参与预设定、前馈动态 设定及反馈动态设定模型计算的一个主要参数，它决定带钢在冷却区各喷水区域通过时间 的长短（即冷却时间）。冷却时间是温降计算的主要参数，也是阀门设定阵列构建的一个依 据。因此，带钢速度变化对卷取温度精度的影响是不可忽视的。
[0003] 于是，预报层流冷却带钢速度成为层流冷却系统的一个重要功能。采用的方法 是用层流冷却带钢时间速度图预报带钢离开终轧机架，进入层冷冷却区，再进入卷取机的 速度变化情况。层流冷却带钢的时间速度图的基本定义：完整的带钢TVD图最多有七段 (segment,以后简称Seg)组成如图1所示。
[0004]SegO穿带段：带钢以穿带速度从终轧机架（F7)匀速运行到层冷入口测温处 (EMP)。
[0005] Segl-加段：带钢以第一加速度(温度加速度)，从EMP运行到卷取机为止。
[0006]Seg2二加段：卷取机咬入后，带钢以第二加速度(功率加速度)，运行到最大速度为 止。
[0007] Seg3最大速度段：带钢以最大速度匀速运行到减速点为止。
[0008] Seg4抛钢减速段：带钢从减速点以功率减速度减速运行到抛钢速度为止。
[0009] Seg5出口辊道匀速段：带钢从抛钢速度匀速运行到尾部减速点。
[0010] Seg6卷取减速段：带钢从尾部减速点以卷取减速度减速到卷取尾部速度，直到卷 取结束。
[0011] 因带钢长短及钢种类别原因，Seg2~Seg5各段未必都会存在。可能出现的情况 参见图2到图4。
[0012] 在过程计算机系统中，存放带钢TVD图的方法是保存各段特征数据(初始速度、加 速度、运行时间和运行距离)。这些特征数据由来自轧线预报的速度控制参数和带钢长度及 出口辊道长度等计算得出。来自轧线预报的带钢速度控制参数有穿带速度、第一加速度、第 二加速度、最大允许运行速度、功率减速度、最大允许抛钢速度、卷取减速度和卷取尾部速 度。
[0013] 在现有技术中，采用的方法是在带钢进入冷却区前，系统根据轧制预计算形成的 最后机架带钢速度控制参数预先计算出层流冷却带钢的时间速度图（以后简称层冷带钢 TVD)。在带钢通过层流冷却区域过程中，CTC所用的动态控制模型都将使用这个层冷带钢 TVD。
[0014]这种方案具有以下问题：1、要求轧机对带钢的速度控制严格遵循其轧制预计算预 报的速度，才能保证层流冷却控制使用的速度是正确的。但是，在实际生产过程中，由于精 轧出口温度控制和轧制节奏等原因，乳线系统自动或人工地调整轧制速度有时是不可避免 的。2、设备等其他原因也可能导致实际轧制速度或卷取速度与预报速度有偏差。
[0015] 因此，有必要在发现速度实绩与预报不符时，对层流冷却带钢未通过部分的时间 速度图进行动态再计算。
[0016] 经检索，未发现相同或类似报道,如下相关文献供了解层流冷却温控基本原理参 考使用。
[0017] 申请号=201310600841. 1，专利名称：一种层流冷却温度控制方法及系统
[0018] 该专利文献公开一种层流冷却温度的控制方法，具体为：以钢板粗冷段和精冷段 的起始和结束处温度作为约束条件，确定满足该约束条件的钢板运行标准速度、粗冷段以 及精冷段标准阀门数量；采集钢板实际运行速度，将其与钢板运行标准速度比较，依据比较 结果调整粗冷段和精冷段阀门数量；采集粗冷段起始处的实际起始温度，将其与钢板初始 温度比较，依据比较结果调整粗冷段和精冷段阀门数量；测量精冷段结束处的实际钢板终 冷温度，将其与目标终冷温度比较，依据比较结果调整粗冷段和精冷段阀门数量。
【发明内容】
[0019] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是在热轧过程控制系统中，提供层流冷却 带钢时间速度图的计算方法，尤其是一种在轧制速度实绩与预报不符情况下，对热轧层流 冷却带钢时间速度图进行动态再计算的方法，以保证在热轧过程控制系统中实时、准确地 预报层流冷却带钢运行速度。本发明能够广泛应用于各种热轧生产线的过程控制系统。
[0020] 根据本发明提供的热轧层流冷却带钢时间速度图动态计算方法，包括如下步骤：
[0021] 第一步：根据动态计算规则，设计层流冷却带钢时间速度图动态计算主程序；
[0022] 第二步：根据预判TVD段是否需要计算的规则，设计层流冷却带钢时间速度图预 判子程序；
[0023] 第三步：设计层流冷却带钢速度图计算子程序。
[0024] 优选地，所述动态计算规则，具体为：
[0025] -最终每个运行段的子段数取决于在该运行段上的加速度或速度变化次数；
[0026] _当发生加速度或速度与预报不符时，首先要判断当前带钢运行在哪个段上，然后 修正该运行段的最后一个子段数据，生成新的子段数据，最后重新计算后续运行段的特征 数据。
[0027] 优选地，所述根据预判TVD段是否需要计算的规则，具体为：
[0028] _预计算或带钢运行在穿带段或一加段时，需要计算一加段特征数据；
[0029] _带钢运行在二加段时，如果带钢能达到最大速度运行，那么需要计算最大速度 段、抛钢减速段和二加段特征数据；
[0030] -带钢运行在二加段时，如果需要二加段抛钢，则需要计算抛钢减速段特征数据， 否则仅需要计算二加段特征数据；
[0031] -总是需要计算卷取匀速段和卷取减速段特征数据。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0033] 本发明实现了在带钢运行的过程中，当加速度或速度与预报不一致时，自动进行 层流冷却带钢时间速度图的动态计算，以保证卷取温度控制模型所用参数的实时与准确。 它对提高卷取温度控制精度十分有益。在目前还没有其他有效的层流冷却带钢时间速度图 的动态计算方法的情况下，更具有意义。
【附图说明】
[0034] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0035] 图1为完整的带钢TVD图；
[0036] 图2、图3、图4为因带钢长短及钢种类别原因，Seg2~Seg5各段可能出现情况示 意图；
[0037] 图5为层流冷却带钢时间速度图的主模块处理流程示意图；
[0038] 图6为层流冷却带钢时间速度图预判子程序处理流程示意图；
[0039] 图7为层流冷却带钢时间速度图计算子程序处理流程示意图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0041] 层流冷却带钢时间速度图的动态计算方法包括一个层流冷却带钢时间速度图的 动态计算规则，一个预判TVD段是否需要计算的规则，一个层流冷却带钢时间速度图的动 态计算程序(含一个层流冷却带钢时间速度图动态计算主程序，一个层流冷却带钢时间速 度图预判子程序，层流冷却带钢速度图计算子程序)。它的设计过程包括：
[0042] 第一步：根据动态计算规则，设计层流冷却带钢时间速度图动态计算主程序。
[0043] 第二步：根据预判TVD段是否需要计算的规则，设计层流冷却带钢时间速度图预 判子程序。
[0044] 第三步：设计层流冷却带钢速度图计算子程序。
[0045] 其中，层流冷却带钢时间速度图的动态计算规则如下：
[0046] 1、由于带钢加速度或速度发生与预报不符的变化，可能导致在某一运行段或几个 运行段上出现多个子段。最终每个运行段的子段数取决于在该段上的加速度或速度变化次 数。
[0047] 2、当发生加速度或速度与预报不符时，首先要判断当前带钢运行在哪