一种基于钢坯关键温度的加热制度生成方法与流程

本发明属于加热炉自动控制技术领域，具体涉及一种全新的加热炉钢坯加热规则生成方法。

技术背景

从加热炉过程控制功能考虑，其控制对象应该是钢坯的升温过程。然而，由于传统的工艺加热制度建立时并没有普遍实现过程控制，作为烧钢操作指导文件的加热制度采用的是炉温上下限约束和钢坯加热时间(最短)约束的描述形式，用于指导操作人员根据生产状态和加热钢坯的钢种类型，以及钢坯规格等信息，对炉温进行必要的调整，以满足轧钢生成的需要。也正式受到上述原因的影响，加热炉过程控制系统设计模式采用了炉温状态作为一、二级控制系统之间的联系媒介，即二级控制系统(又称过程控制系统)负责跟踪钢坯状态，并在此基础上寻找当前加热炉的最佳炉温(又称参考设定炉温)；而一级控制系统(又称基础控制系统)负责根据炉温参考设定控制炉温，使其满足设定要求。由于我国加热炉生产环境存在着很强的不确定性，过程控制系统很难找到真实的最佳炉温，即使是过程控制系统给出设定炉温，基础控制系统也很难快速跟踪设定炉温，因而，基于传统控制模式的过程控制系统无法满足设计目标。

建立基于钢坯温度的加热制度可以在设计上摆脱传统的过程控制系统设计模式(设定/实现炉温的控制模式)的束缚，将钢坯升温过程作为直接控制对象设计控制系统，从而实现真正意义的加热炉过程控制。

附图说明

附图1是人机交互操作画面图

技术实现要素：

本发明的目的是为了将加热制度与真正的加热对象——钢坯建立直接联系，使控制系统设计摆脱过程控制系统(二级系统)设定参考炉温，基础控制系统(一级控制)系统实现设定炉温的控制模式。

为了达到上述目的，本发明提出了一种基于钢坯关键温度的加热制度生成，用于指导建立将钢坯升温过程作为直接控制对象的加热炉控制系统的控制规则，其具体内容包括：

(1)定义钢坯关键点温度，即根据工艺要求，选择需要严格跟踪的温度，例如，芯部温度、平均温度、或钢坯横截面上任意指定区域温度等。

(2)定义规则检索关键字，包括：钢种类型、钢坯规格。关键字用于检索基于钢坯关键点温度的加热制度中的加热规则。

(3)使用温度场模型，根据传统加热制度(基于炉温约束和加热时间要求的工艺加热制度定义的加热炉温度可控区域(例如各个加热段和均热段等)的炉温上限，其中包括上部炉气上限和下部炉气上限，结合加热制度规定的加热时间约束，生成钢坯加热过程上限目标曲线。

(4)使用温度场模型，根据传统加热制度(基于炉温约束和加热时间要求的工艺加热制度定义的加热炉温度可控区域(例如各个加热段和均热段等)炉段炉温下限，其中包括上部炉气下限和下部炉气下限，结合加热制度规定的加热时间约束，生成钢坯加热过程下限目标曲线。

(5)定义一个可调整比例系数，0￣1，用于在上限目标曲线和下限目标曲线之间选择最佳目标曲线。

(6)设计人机交互的操作画面，由热工专家通过调整比例系数，确定最佳钢坯升温过程，并同时确定钢坯离段温度(最佳升温过程在炉段边界处的具体温度值)。

(7)由热工专家通过人机交互的操作画面确定离段温度和与离段温度对应的炉段温度上下限。允许操作人员修改离段温度和炉段温度上下限，并加以保持。

(8)基于钢坯关键温度的加热制度的加热规则项内容包括：离段温度、所在炉段温度上限、所在炉段温度下限。

该方法已经在鞍钢和莱钢的加热炉控制系统中应用，完全达到了预期目标。

技术特征：

技术总结
一种基于钢坯关键温度的加热制度生成方法，属于加热炉自动控制技术领域，所要解决的技术问题是将基于炉温的加热炉加热制度转换为基于钢坯关键温度点的加热制度。该发明的要点是采用可视化交互手段，利用热力学的钢坯温度场模型，将传统的，基于炉温和加热时间的钢坯加热工艺制度转换为基于工艺上关注的钢坯关键点温度变化过程的加热制度。这样既可以坚持工艺加热制度的需要，又可以将钢坯关键点温度作为控制系统监视的目标，使加热炉烧钢过程自动动作具有明确的控制对象和控制目标。

技术研发人员：于政军
受保护的技术使用者：于政军
技术研发日：2019.07.19
技术公布日：2019.10.22