带钢热连轧加热炉控制系统的改造及加热优化

【摘要】： 加热炉是保证钢材轧制温度的重要热工设备,也是轧钢生产过程中能源消耗的大户,其工艺要求是获得满足轧制工艺所要求的钢坯温度分布,并尽可能地降低加热炉的能耗、减少钢坯的烧损。实际的生产过程中,操作人员为了弥补加热炉设备控制精度低对钢坯加热造成的影响,有时会人为地提高钢坯的出炉温度来保证钢坯的温度分布情况,忽略了加热炉的能耗指标和钢坯的损耗指标。因此,通过加热炉设备改造来提高设备的控制水平,优化钢坯炉内的升温曲线来保证能源消耗最少,对保证轧钢生产的产量、提高产品的质量、降低能源消耗和金属烧损率等有重要的现实意义。 本文主要针对武钢一热轧4号步进梁式加热炉改造与钢坯炉内升温曲线的优化进行了研究。武钢―热轧为了提高步进梁的控制精度,增强上位机对步进梁的监控功能,提出了在保证原S5-PLC控制系统不受影响的同时,对4号步进梁式加热炉液压系统升级为S7-PLC的要求。本文详细介绍了PLC程序的结构、原理及特点,讲述了西门子S5与S7之间的通信方式,着重说明了FMS-Profibus通讯网的基本原理,分析了S5与S7通信组态和编程时出现的问题,并提出了解决方案。为该系统同时使用的西门子S5系列PLC和S7系列PLC设计开发了通信系统,并已成功地应用到实际生产控制中。 同时结合4号步进式加热炉的现行加热制度及步进梁改造后的运行特点,从加热炉钢坯加热数学模型入手,总结了数模的约束条件。并以满足加热工艺和轧制工艺为约束条件,以钢坯炉内能源消耗量最小化为目标函数,利用复合形优化方法,用VB语言编程计算,对其钢坯炉内加热曲线进行优化。本文的优化结果,可改善现行武钢热轧加热炉采用回归的方法得出来的温度控制模型,为高效生产组织及性能良好的热轧带卷提供了保证。