模糊控制在加热炉节能控制中的应用研究

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1、模糊控制在加热炉节能控制中的应用研究张健民(寃俐股份有限公司技术屮心U动化研究所，201900)摘要：加热炉节能控制赶冶金业一项很車迆的技术，它对于降低能源、减少环境污染奋渾:嬰意义。模糊控制是、种矜能控制，它即可以利用专家己有的经验知识，又可以从数裾屮学习新的知识。木文利用模糊控制的这些特点，幵发出一种新型的加热沪优化设定控制系统，并针对宝钢1580热轧加热炉建立相应的仿茛系统，采川实呩现场数据验证，结泶表明新开发的加热炉控制系统较股系统节能达3%以上。关键词：加热炉，节能，模糊控制ApplicationResearchOnFuzzyEnergySavin

2、gControlinReheatingFurnaceAbstract：Energysavingcontrolinreheatingfuniaccisveryimportantforsavingenergyandreducingenvironmentpollution.Fuzzycontrl,theintelligentcontrolalgorithmcanusenotonlyspecialistknowledge,butalsolearnformda(a.Anewfuzzycontrolmodelforreheatingfurnacesettingwaspr

3、oposedinthispaper,andasimulationsystemaccordingto1580hotrollingmillinbaosteelwassetup.Thesimulationwasisvalidatedwithactualdata,theresultsshowthatthenewmodelcomparingwitholdonecansaveenergymorethan3pencentoKeywords：Reheatingfurnace，Fuzzycontrol，Energysaving1引言冶金加热炉的能跫消耗在整个钢铁行业屮占有较大

4、的比重，由r能源危机和环境污染h益加熏，如何减少加热炉的能耗和污染足当前各岡研究工作者所而临的重要课题。目前宝钢1580加热炉采川两级控制，ACC设定和DCS控制。加热炉ACC控制校型足闩本引进的，其设计思想主要是保证使钢坏加热到FI标温度，没有全面、充分考虑V能控制，例如板坯的冷热装、板坯加热过程中的当前温度、尺、r等因素。模糊控制是乂一类裨能控制的形式。1965年，L.A.Zedeh苜先提出了模糊集理论，它为模糊控制奠定了基础。1974年Mamdani将模糊集和模糊语言逻辑用于控制，创立了基于模糊语言描述控制规则的模糊控制器，并被成功地用于工业过程控制。

5、模糊控制理论的形成和发展，以及与人工智能屮的产生式系统、专家系统思想的相亙渗透，对智能控制理论的形成起了I•分重要的作用。木文利用模糊控制的这些特点，开发出一种新型的加热炉ACC优化设定控制模型。21580ACC模型158()加热炉的炉了结构如阁1所示，包括上预热带、上加热带、上均热带、下预热带、下加热带、下均热带六个控制段。加热炉控制的n的是使炉内板坯按轧制节奏移动，到达出炉位置时加热到耍求的n标fh炉温度，并且尽可能节能。ACC模型是加热炉控制的核心，按照功能來分为以下4个模块：装入吋处理、抽出吋处理、休止处理、周期处理。(1)装入时处理：对装入板坯进行

6、初始信息的记录，包括预定休止节奏的设定和钢种的判定，然后完成初始温度的计算。(2)抽出吋处理：主要足在当前抽出的板坯完了吋进行计算，包括实际信息、抽出温度、在炉学习吋间的计算。(3)休止处理：这部分由操作工在CRT终端进行控制，对炉温度进行合理安排，完成休止发生时信息的记录。(4)周期处理：周期处观足ACC模型的主要部分，包括板坯温度跟踪计算模型，板坯在各个段的出U处的预测温度的汁算，板坯预测温度对必要炉温的感度，板坯必要炉温的计P:,以及川各个段内的所冇板坯的必要炉温加权平均计算初始设定温度，对初始设定炉温进行上下分配、限值处理得到最终的六个区段的设定炉温

7、。3ACC模型优化算法3.1加热炉节能控制技术ACC设定优化是加热炉控制节能的主耍手段，其本质是通过合理设定各段炉溫，即合理分配加热炉内的热负荷，在保证板坯加热炉质量的M时，使加热炉综合能耗最小。对此国内外开展了人量的研究，外提出许多节能的优化方法和B标函数，例如：j=^风(1)(2)式中：——加权系数，7；,.、7；,.——上下部炉温，R1〉R2〉R3〉R4/(⑽或•/二(3)式中：G各段燃料通过以上H标函数，我们可以看出，各种优化方法盾体现出一种热负荷前移(加热段方向)的思想。宝钢1580加热炉ACC控制模型足円本引进的，其总体设计思想足较为先进的，其设

8、定模型从板坯的实际温度和目标温度出发，通过一系列的汁