一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106636606A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611258485.X(22)申请日2016.12.30(71)申请人北京和隆软件有限公司地址100096北京市海淀区西三旗建材城西路31号D座四层东区申请人山东和隆优化能源科技有限公司(72)发明人李鹏孙玉珠于现军(51)Int.Cl.C21D9/70(2006.01)C21D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法(57)摘要本发明涉及冶金加热炉控制技术领域，公开一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，包括以下步骤，（1）根据加热炉内部的对流换热原理，进行机理建模，创建钢坯温度变化模型；（2）基于（1）钢坯温度变化模型，计算单根钢坯最终的出炉钢温，与设定的出炉钢温对比，根据钢坯温度补偿模块的自寻优功能，最终确定单根钢坯对不同加热段炉温设定值的调整量；（3）钢坯汇总模块将各加热段内的钢坯数量、种类和每根钢坯的入炉钢温，结合不同钢坯类型的权重系数，计算出各加热段炉温设定点的最终调整量，输出给执行机构；（4）实际出炉钢温与设定值的偏差，来调整仿真模型中的相关参数，使整个仿真模型实现了实时在线功能。CN106636606ACN106636606A权利要求书1/1页1.一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）根据加热炉内部能源燃烧所产生的热量与入炉的钢坯对流换热的原理，进行机理建模，创建钢坯在加热炉内温度变化模型；（2）基于该钢坯温度变化模型，计算单根钢坯最终的出炉钢温，与设定的出炉钢温进行对比，根据钢坯温度补偿模块的自寻优功能，最终确定单根钢坯对不同加热段炉温设定值的调整量；（3）钢坯汇总模块，由物料跟踪系统，获取各加热段内的钢坯数量、种类和每根钢坯的入炉钢温，根据每种钢坯的型号、重量和大小，设定每根钢坯对加热段炉温设定点影响的权重系数，再结合加热段内的钢坯入炉钢温及数量，计算出各加热段炉温设定点的最终调整量，作为整体仿真模型的输出；（4）在钢坯出炉后，实际出炉钢温与设定值的偏差，来调整仿真模型中的参数，包括钢坯温度变化模型、钢坯温度补偿模块及其自寻优功能的相关参数，实现实时在线功能。2.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（1）中所述钢坯温度变化模型，是综合考虑加热炉内炉膛压力、排烟热损失、燃烧热量和当前炉温，建立钢坯温度变化的机理模型。3.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（2）中所述钢坯温度补偿模块，是基于所述步骤（1）仿真模型的计算结果，与实际出炉钢温设定点对比获得偏差量，根据对各加热段炉温的补偿算法，获取各加热段炉温设定点的调整量。4.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（2）中所述钢坯温度补偿模块的自寻优功能，循环运用所述步骤（2）的钢坯温度补偿模块，以及所述步骤（1）的仿真模型，根据炉温的预设定点和钢坯温度参数，获取各加热段的炉温新设定点，通过比较每轮出炉钢温的计算值与设定值的偏差量，采用自寻优算法，调整下一轮钢坯温度补偿模块的补偿系数，从而获得最优的钢坯炉温补偿，作为钢坯温度补偿模块的输出。5.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（3）中所述钢坯汇总模块，采用了数据统计的方法实现。6.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（3）中所述仿真模型，包括了所述步骤（1）、所述步骤（2）、所述步骤（3）以及所述步骤（4），根据加热炉的工艺条件以及当前的炉温情况、热量产生和损失情况、炉内钢坯的种类和数量、入炉钢温以及出炉钢温设定值和实际值，获得各加热段炉温设定点的调节，同时对该仿真模型进行在线修正。7.根据权利要求1所述的一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法，其特征在于所述步骤（4）中所述反馈修正模块，根据实际情况来修正仿真模型的相关参数，实现仿真模型的闭环反馈环节。2CN106636606A说明书1/4页一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法技术领域[0001]本发明涉及冶金加热炉控制领域，尤其涉及一种基于仿真模型的加热炉炉温控制方法。背景技术[0002]在冶金工业中，加热炉是将金属钢坯加热到轧制成锻造温度的设备。加热炉是冶金钢铁中的主要耗能设备，利用燃料在炉膛内燃烧产生的热量，对炉内步进的钢坯进行加热。该过程被要求精准控制钢坯的出炉钢温、最少的能源消耗和最低的钢坯氧化烧损等。在冶金加热炉控制技术中，为满足钢坯的出炉温度达到轧钢工艺需求，必须根据生产节奏、钢坯的入炉钢温和出炉钢温