两段冷却 适于较薄的硬质带钢。
RAL
计算准备处理
计算准备处理 带钢组别确定 冷却模式选择 冷却策略选择 头尾遮蔽处理 宽度遮蔽处理 仿真准备
控制参数的准备
钢种组别确定
厚度组别1确定
通
用
厚度组别2确定
模
宽度组别确定
块
卷取目标温度组别确定
冷却速度组别确定
卷取目标温度确定 组别中各种数据的检索
冷却速度控制的判定 平均比热的计算
10 11 12 13 14 15
DC
由带钢样本速度、温度、厚度,控制主冷段 集管组态以达到中间目标温度
由带钢样本在中间测温仪处 的温度预报值以及目标卷取 温度确定精冷段集管组态
由中间测温仪处的实测温度与目标温度值 由卷取测温仪处的实测温度
的偏差作反馈控制
与目标温度值的偏差作反馈
RAL 层冷的前馈、反馈控制回路
从带钢长度各分段点收集精轧出口温度值，按常规冷却方法计算并输出热 输出辊道上对应带钢各段的集管组态，适用于精轧出口温度是变化的、有 轧制加减速或恒速的工艺状况，其控制目标为卷取温度
从带钢长度各分段点收集精轧出口温度值，按冷却速度控制方法计算并输 出热输出辊道上对应带钢各段的集管组态。此种控制模式适用于精轧出口 温度是变化的、有轧制加减速或恒速的工艺状况，其控制目标为冷却速度、 中间目标温度和卷取温度
RAL
1780mm热轧带钢层冷过程控制系统
东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
RAL
介绍内容
1. 设定系统概述 2. 设定系统组成 3. 控制回路 4. 冷却模式和策略 5. 设定计算 6. 数学模型
RAL 层流冷却过程设定系统概述
根据带钢精轧出口的带钢温度、速度等数据和其它工艺设备参数，经过预
缺省模式
RAL
FDT
... ...
C T
...
...
(前段主冷)
FDT
C
T
...
...
...
...
FD
(后段主冷)
C
T
T
...
...
(按组稀疏)
CT
FDT
...
...
...
...
(按管稀疏)
带钢温度
冷却策略
主冷区 前段主冷
精冷区
后段主冷
稀疏主冷 终轧温度
中间温度
卷取温度
RAL
冷却策略适用范围
冷却策略
适用范围
前段主冷 适用于有抗拉强度级别要求的硬质钢产品以及IF钢。
后段主冷 适于要进一步加工的软质材料以及部分冷轧产品。
按组的稀疏冷却 按管的稀疏冷却
适于具有中间温度（比如两个中间温度T1、T2）以及冷 却速率要求的产品；适于双相钢、C_Mn钢、TRIP钢及需 要涂镀的产品。
适于需要涂镀的产品。
侧喷集管 垂直喷集管
功能 水冷 残留水清扫 前馈和反馈
带钢
`
`
卷取机1 卷取机2
RAL 层流冷却过程设定系统组成
加热炉
HSB
SSP
E1 R1
粗轧机
R2 E2
计算准备处理 预设定计算 修正设定计算 自学习计算
飞剪
BH
FSB
精轧机
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F1E
地下卷取机
CT
宽度测量 厚度测量 凸度测量 平直度测量 温度测量 温度测量（扫描） 轧制力传感器 压力传感器（活套） 板坯照相 表面检测 顶帽传感器 液压缸位移传感器 液压缸油压传感器
计算准备处理
预设定计算
常规冷却控制
过程跟踪
修正设定计算 自学习计算
冷却速度控制
一组集管的水冷温降计算 空冷温降计算
RAL 层冷的前馈、反馈控制回路
原始数据输入
冷却模型
模型自适应
样本跟踪
具
前馈控制
实测数据处理
模型参考反馈控制
备
中
间
FDT
测
前馈
反馈 IT2
前馈 反馈 CT
温
吹
仪 F7
扫
12 3 4 5 6 7 8 9
（包括在测宽仪中）
上部
底部
RAL 计算功能任务和数据流
序号 1 2
3 4
功能模块
主要任务
计算准备处理 预设定计算 修正设定计算
准备钢种组别、冷却模式、特殊控制 模式以及各种参数数据
设定带钢头部的冷却集管组态和宽度 遮蔽量
修正与带钢各样本段对应的冷却集管 组态
自学习计算
对控制模型中的学习项进பைடு நூலகம்修正，纠 正模型预报偏差，以提高模型的预报 精度，改善控制效果
RAL
自学习计算
自学习计算
初始化及参数准备 头部 中部 尾部
短期自学习: 热流密度系数
实测温度有效性检查和处理 学习系数的平滑计算
长期自学习: 热流密度系数
热流密度系数的修正系数
学习瞬时值计算
RAL
预设定模块
功能: 根据带钢精轧出口预报温度、速度、带钢厚度、卷取目标温 度及冷却控制策略等确定带钢头部对应的初始集管组态。
预设定计算
同一组别判定
初始反馈段的水冷温降计算 通
热流密度（学习系数）读入 垂直喷射冷却温降计算
用 模
头部预先喷水数
一组集管的水冷温降计算 块
常规冷却设定计算 通 用
冷却速度控制设定计算 模 块
不具备中间测温仪： 在这种情况下控制中间温度以及冷却速率，需要用到
软测量手段。其思想方法是通过状态估计的方法对无法在 线测量的参数进行在线估计，状态估计精度通常依赖于数 学模型。
RAL
冷却模式
模式
1 2
3
描述
设定计算所使用的带钢终轧温度为带钢头部温度值，按常规冷却 方法计算热输出辊道上的集管组态并输出
初始反馈段的水冷温降计算 通
用
垂直喷射冷却温降计算
模
一组集管的水冷温降计算 块
空冷温降计算
前段空冷温降计算
后段空冷温降计算
RAL 带钢分段和样本微跟踪
修正设定计算按照分段长度周期进行，因而需要对带钢进行分段 和进行样本微跟踪。
精轧出口 高温计
轧制方向
卷取机入口高温计
N
N-1
N-2
N-3
带钢
N-k N-k-1 N-k-2
设定计算、修正设定计算和自学习计算，控制层流冷却设备的集管组态，实现
对带钢的冷却模式、卷取温度和冷却速率的控制，将带钢按预定路径冷却到工
艺要求的卷取温度。
精轧出口 高温计
主冷区
精冷区
卷取机入口高温计
轧制方向
主要设备 输出辊道上部U形管和下部喷射管 侧喷集管 垂直喷射集管 空气吹扫装置 主冷区和精冷区
空冷温降计算 前段空冷温降计算 后段空冷温降计算
RAL
修正设定计算
修正设定计算
计数器更新
头尾部跟踪标志的更新
带钢水冷区跟踪标志更新
基本热流密度系数更新
带钢速度预测
头部特殊控制处理
尾部速度处理
目标卷取温度更新
通
常规冷却设定计算 用
常规冷却设定再计算
模 块
冷却速度控制设定计算
冷却速度控制再设定计算
功能：根据实测的各段的平均终轧温 度、速度和厚度，利用与预设定计算 相同的模型计算各个区段的特有组态， 由跟踪系统启动修正设定计算并确定 输出时刻