層流冷卻過(guò)程優(yōu)化設(shè)定控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、層流冷卻過(guò)程是整個(gè)熱軋生產(chǎn)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，卷取溫度的控制精度對(duì)于熱軋帶鋼組織性能的影響至關(guān)重要。層流冷卻過(guò)程具有強(qiáng)非線性、大滯后、參數(shù)時(shí)變、工況變化頻繁、以及冷卻帶鋼的溫度不能連續(xù)檢測(cè)等綜合復(fù)雜特性，采用常規(guī)控制策略無(wú)法達(dá)到卷取溫度的精度要求，必須對(duì)冷卻單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定控制。為了降低現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的成本和風(fēng)險(xiǎn)，如何在實(shí)驗(yàn)室中建立工程化的層流冷卻過(guò)程優(yōu)化設(shè)定控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成為具有重要實(shí)用價(jià)值的研究課題。本文依托東北大學(xué)“985工程”流程工業(yè)綜

2、合自動(dòng)化科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，開(kāi)展了層流冷卻過(guò)程優(yōu)化設(shè)定控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，為層流冷卻過(guò)程的建模、控制、優(yōu)化和軟測(cè)量等技術(shù)的深入研究提供了實(shí)用有效的研究平臺(tái)。 本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)提出了由真實(shí)的層流冷卻控制系統(tǒng)和虛擬生產(chǎn)對(duì)象組成的層流冷卻過(guò)程優(yōu)化設(shè)定控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)。該平臺(tái)可以盡可能真實(shí)地模擬現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)情況，用于進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定技術(shù)在層流冷卻過(guò)程上的工程驗(yàn)證研究。 (2)從傳熱機(jī)理出發(fā)，采用有限差分

3、方法，分別建立了帶鋼厚度—時(shí)間，寬度—厚度—時(shí)間的差分模型，以及帶有潛熱項(xiàng)的厚度—時(shí)間差分模型，豐富了層流冷卻虛擬對(duì)象實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的對(duì)象模型庫(kù)。 (3)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了由層流冷卻虛擬對(duì)象實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和儀表與執(zhí)行機(jī)構(gòu)虛擬裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成的虛擬生產(chǎn)對(duì)象平臺(tái)。該平臺(tái)可以用來(lái)模擬層流冷卻過(guò)程的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，并通過(guò)引入各種擾動(dòng)模擬不同的運(yùn)行工況。 (4)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基于真實(shí)的可編程邏輯控制器(PLC)的層流冷卻過(guò)程優(yōu)化控制平臺(tái)。該平臺(tái)由PL