自學(xué)習(xí)帶鋼卷曲溫度的精準(zhǔn)監(jiān)控的研究

摘要：本文對自學(xué)習(xí)帶鋼熱連軋卷曲溫度控制模型進(jìn)行了分析，結(jié)果表明在帶鋼熱連軋卷曲溫度控制上采用自學(xué)習(xí)模型，明顯提高了軋制的控制精度以及生產(chǎn)效率，降低了軋制的成本。

關(guān)鍵詞：卷曲溫度 自學(xué)習(xí)模型 控制精度

1 概述

帶鋼熱連軋卷曲溫度控制是通過層流冷卻段長度的動態(tài)調(diào)節(jié)，將具有溫度、厚度、速度等工況的帶鋼從比較高的終軋溫度迅速冷卻到所要求的卷曲溫度，使帶鋼獲得良好的組織性能和力學(xué)性能。熱軋帶鋼的實際卷曲溫度是否能控制在要求的范圍內(nèi)，主要取決于帶鋼冷卻系統(tǒng)的控制精度。本文主要針對自學(xué)習(xí)模型卷曲溫度控制進(jìn)行了研究[1]。

2 自學(xué)習(xí)模型

為了提高計算精度，增強(qiáng)控制模型的適應(yīng)性，針對模型的設(shè)計需要考慮采用自學(xué)習(xí)功能，通過學(xué)習(xí)可以獲得用于修正卷曲溫度預(yù)報模型的自學(xué)習(xí)系數(shù)，即模型具有根據(jù)自身經(jīng)歷不斷修正以提高精度的學(xué)習(xí)能力[1]?；驹硎歉鶕?jù)帶鋼熱連軋卷曲溫度的實際測值和預(yù)報值之間的偏差，采用適當(dāng)?shù)男拚惴?，對預(yù)報模型中的重要參數(shù)進(jìn)行修正，以提高模型對以后帶鋼卷曲溫度的預(yù)報精度[2]。自學(xué)習(xí)模型主要包括長期自學(xué)習(xí)和短期自學(xué)習(xí)。自學(xué)習(xí)模型原理如圖1所示。

2.1 短期自學(xué)習(xí)

假設(shè)把一塊帶鋼分成多段，短期自學(xué)習(xí)也就是帶鋼段之間的自學(xué)習(xí)。當(dāng)帶鋼段出層冷區(qū)的高溫計時，滿足一定條件下，要進(jìn)行帶鋼段之間的自學(xué)習(xí)，以提高控制精度。短期自學(xué)習(xí)采用指數(shù)平滑法：

Newlearn=NewLearn_i*Gain+（1-Gain）*OldLearn_i

（1）

式中NewLearn：當(dāng)前帶鋼段自學(xué)習(xí)后的自學(xué)習(xí)值；

NewLearn_i：當(dāng)前帶鋼段的自學(xué)習(xí)值，由實測值反推得到；

OldLearn_i：上一帶鋼段自學(xué)習(xí)后的自學(xué)習(xí)值；

Gain：增益系數(shù)，0≤Gain≤1，在自學(xué)習(xí)過程中需要取值合適，取值時需要考慮實測值的可信度和該規(guī)格的帶鋼已經(jīng)自學(xué)習(xí)的次數(shù)。

2.2 長期自學(xué)習(xí)

長期自學(xué)習(xí)即各塊帶鋼之間的自學(xué)習(xí)，長期自學(xué)習(xí)主要是考慮到當(dāng)前帶鋼的控制對下一塊帶鋼的影響，所以需要進(jìn)行長期自學(xué)習(xí)。當(dāng)帶鋼全部都出了層冷區(qū)的高溫計時，采用指數(shù)平滑法進(jìn)行帶鋼之間的自學(xué)習(xí)，為保證穩(wěn)定性，可以取合適的增益系數(shù)α。主要是利用控制點(diǎn)之間的自學(xué)習(xí)所得到的系數(shù)Ki，在Ki中選取平均計算的結(jié)果作為自學(xué)習(xí)系數(shù)β，讀取上一塊的結(jié)果βold，利用指數(shù)平滑法計算βnew：

β=■Ki/n（2）

βnew=βold+α（β-βold）（3）

3 卷曲溫度控制效果分析

分別對沒有投入自學(xué)習(xí)功能時和投入自學(xué)習(xí)功能時進(jìn)行編程仿真，對于厚度規(guī)格為17.5mm、5.5mm、4.5mm、7.0mm、4.0mm、4.0mm，卷曲目標(biāo)溫度分別為520℃、730℃、730℃、610℃、710℃、680℃的帶鋼進(jìn)行控制效果分析。從未投入自學(xué)習(xí)卷曲溫度誤差計算中可以看出，若使卷曲溫度誤差達(dá)到±20℃為合格，則帶鋼各點(diǎn)卷曲溫度的合格率僅為40%。

從投入自學(xué)習(xí)卷曲溫度的誤差與未投入自學(xué)習(xí)卷曲溫度的誤差比較可以看出，帶鋼各點(diǎn)卷曲溫度的合格率達(dá)到90%，極大程度上滿足了卷曲溫度控制精度的要求。由于自學(xué)習(xí)值被寫入相應(yīng)的自學(xué)習(xí)庫中，以后同一鋼種同一規(guī)格的帶鋼可以直接從自學(xué)習(xí)庫中取值，提高了卷曲溫度的精度，減少了操作工的維護(hù)工作，并且為新鋼種的開發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。該卷曲溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，經(jīng)過一段時間的參數(shù)調(diào)整及自學(xué)習(xí)，帶鋼全長90%控制在卷曲溫度目標(biāo)值的±20℃以內(nèi)，60%控制在卷曲溫度的±10℃以內(nèi)，使卷曲溫度的控制精度達(dá)到比較理想的效果。

4 結(jié)論

分析結(jié)果表明在帶鋼熱連軋卷曲溫度控制上采用自學(xué)習(xí)模型，明顯提高了軋制的控制精度以及生產(chǎn)效率，降低了軋制的成本，為帶鋼的軋制向著高效率、低成本、低能耗、短流程、環(huán)保、安全型方向發(fā)展提供了新的途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭良貴，于明，王紹東，劉相華.熱軋帶鋼層流冷卻數(shù)學(xué)模型述評[J].軋鋼，2003，20（6）：25-29.

[2]熱軋帶鋼層冷過程控制模型.軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實驗室.東北大學(xué)，2005.10.

[3]SIMATIC HMI，WinCC flexible 2008，Compact/Standard/ Advanced，SEIMENS，系統(tǒng)手冊，2008.7.

作者簡介：

牛晶（1978-），女，東豐人，碩士研究生，吉林化纖集團(tuán)有限責(zé)任公司，職員。