连续热镀锌退火炉控制系统的设计与实现1994.pdf

技术改造
S—f／．6

连续热镀锌退火炉控制系统的设计与实现
／
田玉楚符雪桐吕勇哉张卫平杨建明高逢展
(浙江大学工业控制技术研究所·杭州，310027)(宝山钢铁总厂)

摘要针对大型夸轧带钢连续热镀锌退戈过程模型化厦控制这一技术难道·泰文以某实际系
统为背景，提出了一种具体的设计与实现方案=泰系统的研制成功地填补了国内空白，具有显著
的经济鼓益和社会鼓益，对于其它类似的大型引进项目的技术消化和技术改造也有一定的誊考
价值
关键词竺堂塑，连续退火，堡盎璺，芝型墨丝

1引言联台攻关。本文即是该项目中控制系统设计与实现
方面工作的总结。生产过程的模型化和控制策略研
l988年，宝钢从国外引进了一套国内规模最
究可参见文献[1～3]。
大、工艺技术和工艺设备最先进的大型冷轧带铜连
续热镀锌生产线。立式结构的四段连续热镀锌退火2总体设计
炉是该生产线中的关键设备由于生产过程本身的
总体设计的基本思想是：以原有的工艺流程和
复杂性，以及国际上钢铁企业对关键技术相互保密，
工艺设备为基础，消化吸收其先进技术，即不破环原
使得抟轧带钢连续热镀锌退火过程模型化及控制一
系统的整体性，又要改造原系统并增加一些新的设
直没有突破性进展。特别是外方专家在未全部完成
备和功能模块，使整个系统达到期望的性能指标。
连续热镀锌生产线功能考核的情况下就结束了继续
首先，在基础自动化方面，不增加新的测量信
调试和考核工作，致使该生产线先天不足地投八了
号，保留所有的炉温小回路调节系统和安全联锁保
运行。
护系统等，由此实现DDZ或模拟控制。同时设计增
在四段式(预热、还原、缓冷快冷)连续热镀锌
加部分控制功能，更新和增加部分仪表，由基础自动
退火炉中，各段分为若干炉区，每个炉区配有炉温小
化完成各种常规控制。其次，保留原SIEMENSR30
回路仪表控制系统退火炉控制的主要目标是使带
过程计算机中的大部分功能，但对其中的部分功能
锕温度满足退火曲线的要求，故各段装有出口带温
模块需加以改造和扩充。由于该过程计算机的负荷
传感器，但却没有根据带温自动设定炉温的计算机
和容量已不适于增加新的高级智能控制系统，同时
SPC系统，炉温设定由^工操作，致使带温波动较
也为了使新开发的系统与原系统相对独立，新增高
大。原系统配备的SIEMENSR30过程计算机，主要
速大容量计算机，专f1用于数学模型和控制算法的
用于收集各种数据并接收SIEMENSR30管理计算
大量计算，所需数据从过程机构读取，控制信号通过
机的指令此外，原系统未考虑机组速度变化这样的
过程机送往现场，计算机之间通过通讯进行联系。于
主要操作干扰因素。在预热和快冷段，按工艺要求对
是，构成图1所示的多级递阶分散控制结构
各炉区进行分程控制时，在分程的临界状态下，有关
本系统在算法上设计为基于多种模型和智能控
设备频繁启动，影响设备寿命和机组的平稳运行。文
制策略和高级混台智能系统结构，其逻辑框图如图
[1]对连续热镀锌退火过程模型化和控制的研究历
2所示；首先，通过模型在线学习和辨识获得解析模
史现状难点以及实际生产运行中存在的问题进行
型，继而进行模型预测并据此实现基于模型的优化
了全面综述。
控制其次，智能预设定算法通过央慢变量分离实现
为探索这一国际科技难题，解决生产中的实际
快变量(机组速度等)大幅度变化情况下的预设定控
问题，保持宝钢技术的先进性，高校和企业台作进行

·啦稿日期：19931012

8基础自动化I，94年籍2期

与宴现

制作用。此外，反馈智能控制算法则完成闭环校正作标和PRN等。该上位机通过INS8250异步通讯适配
用。上述三部分控制作用通过混合智能协调算法进器和RS232电流环接El与过程计算机进行申行通
行协调，最后经炉温分配及智能分程算法求出各种讯。
控制信号，由基础自动化具体旌加于生产过程。过程计算机采用原来的SIEMENSR30，基本
配置为：1Mwords内存，1l十I／0端El，0．6～4．4
上位计算机眚理计算机s操作时间，7OMHD。8+8”软驱，OKG300-10V
模型运算，控制算法等生产计划，生产调度等
多任务操作系统(占用内存27K)及ASS300汇编语
言系统。此外，还带有多十近、远程智能显示操作终
过程计算机端以及多台PRN=过程机通过3974R接I=／与上位机
数据采集让理、现场监控等
和管理机及其它外设进行串行通讯t通过A／D和
D／A与现场仪表交换数据。
基础自动化管理计算机也是~EMENSR30，其基本配置
量仪表．现场调节器．联锁保护等
和特性与过程计算机类似，不再赘述
在基础自动化中，用辐射高温计测量带温，用热

生产过程电偶测量炉温。测量信号均转换4~20mA标准电流
信号。现场调节器采用模拟或可编程P