CN106555143A - 一种控制锌锅温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种控制锌锅温度的方法。本发明实施例中控制锌锅的方法用于实现减小锌锅超调量，缩短调节时间的技术效果。所述方法包括：检测锌锅当前的实际温度；获得所述锌锅的设定温度与所述实际温度的温度差；根据所述温度差，调节所述锌锅的单感应器功率，或者调节所述锌锅的热补偿系数和所述单感应器功率。

Description

一种控制锌锅温度的方法
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种控制锌锅温度的方法。
背景技术
锌锅用于熔化并维持锌液温度。带钢通过锌锅，液态的锌被镀到带钢表面。在相关技术中，对锌锅温度的控制通常采用PID控制，即通过调节控制器的比例系数、积分系数和微分系数调节锌锅的温度。但是，实践证明，锌锅是大惯性、纯滞后的控制对象，因此超调量高，调节时间长、稳定性差。
所以，现有技术存在如何提高针对锌锅控制效果的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种控制锌锅温度的方法，用于实现减小锌锅超调量，缩短调节时间的技术效果。
本发明提供控制锌锅温度的方法，包括：
检测锌锅当前的实际温度；
获得所述锌锅的设定温度与所述实际温度的温度差；
根据所述温度差，调节所述锌锅的单感应器功率，或者调节所述锌锅的热补偿系数和所述单感应器功率。
可选的，根据所述温度差，调节所述锌锅的热损补偿系数，或者调节所述热补偿系数和所述锌锅的单感应器功率，包括：
当所述温度差小于等于0.5度，或者大于2度时，调节所述单感应器功率；
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度时，调节所述单感应器功率，或者调节所述热补偿系数和所述单感应器功率。
可选的，当所述温度差大于0.5度且小于等于2度时，调节所述单感应器功率，或者调节所述热补偿系数和所述单感应器功率，包括：
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由工业用电供电时，调节所述热补偿系数和所述单感应器功率；
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由非工业用电供电时，调节所述单感应器功率。
可选的，调节所述热补偿系数，包括：
通过下列公式调节所述热补偿系数：
PI_K＝PI_K’+deltaT/20；
其中，PI_K为所述热补偿系数，PI_K’当前热补偿系数。
可选的，所述热补偿系数的范围为大于等于0.5小于等于2.5。
可选的，调节所述单感应器功率，包括：
根据下列公式调节所述单感应器功率：
PW_N＝K*PW_Nm；
其中，PW_N为目标单感应器功率，K为调节系数，PW_Nm为单感应器最大功率。
可选的，所述调节系数K小于等于1。
可选的，所述调节系数K具体为：
K＝min{{[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single}，1}；
其中，deltaT为所述温度差，PW_total为锌锅极限功率，K_co为锌锅单感应器耦合调节系数，PW_Single为单感应器自动工作最大功率。
可选的，所述方法还包括：
当所述温度差小于等于0.5度，或者大于2度时，以及当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由非工业用电供电时，所述热补偿系数为1。
可选的，所述锌锅感应器耦合调节系数PW_Single和锌锅单感应器耦合调节系数K_co为设定值。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，首先检测锌锅当前的实际温度，然后获得设定温度与实际温度的温度差，进而根据温度差，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率。由于锌锅的加热方式为感应加热，所以，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率可以使控制快速作用于加热源，进而快速调节锌锅的温度。所以，与PID的控制方式相比，本发明实施例的控制方法超调量更小，调节时间更短。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种控制锌锅温度的方法，用于实现减小锌锅超调量，缩短调节时间的技术效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案总体思路如下：
在本发明实施例的技术方案中，首先检测锌锅当前的实际温度，然后获得设定温度与实际温度的温度差，进而根据温度差，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率。由于锌锅的加热方式为感 应加热，所以，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率可以使控制快速作用于加热源，进而快速调节锌锅的温度。所以，与PID的控制方式相比，本发明实施例的控制方法超调量更小，调节时间更短。
下面通过具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明提供的控制锌锅的方法包括如下步骤：
S101：检测锌锅当前的实际温度；
S102：获得所述锌锅的设定温度与所述实际温度的温度差；
S103：根据所述温度差，调节所述锌锅的单感应器功率，或者调节所述锌锅的热补偿系数和所述单感应器功率。
具体来讲，设置在锌锅内用于检测锌液温度的温度传感器在每个PLC(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)扫描周期对锌液的温度进行检测。在本发明实施例中，S101中检测锌锅的实际温度，为检测锌液的实际温度，将锌液的实际温度作为锌锅的温度。
然后，在S102中，计算锌锅设定温度和实际温度之间的温度差。在本发明实施例中，锌锅的设定温度由管理人员根据需要设定，本发明对设定温度 的具体值不做限定。另外，在具体实现过程中，温度差可以为设定温度减去实际温度的差值，也可以为实际温度减去设定温度的差值，本发明也不做限定。下文中将以温度差为设定温度减去实际温度的差值为例进行介绍。温度差deltaT＝SP-AP，其中，SP为设定温度，AP为实际温度。
然后，在S103中，根据温度差调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率，具体为：
当所述温度差小于等于0.5度，或者大于2度时，调节所述单感应器功率；
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度时，调节所述单感应器功率，或者调节所述热补偿系数和所述单感应器功率。
具体来讲，当deltaT≤0.5时，实际温度SP已与设定温度AP很接近，因此只需要调节单感应器的功率，就可以使实际温度SP升高至设定温度AP。而当deltaT＞2时，实际温度SP与设定温度AP相差较大，考虑到加入了新的锌液，或者温度传感器故障，以及其他能够导致温度骤变的因素，为了避免此时大幅升温导致危险或不良后果，所以，在deltaT＞2时，依然仅调节单感应器功率，以给锌锅充足的回复稳定的时间。
而当0.5＜deltaT≤2时，本发明实施例中将升高单感应器功率，或者同时升高热补偿系数和单感应器功率来迅速升温。
在本发明实施例中，当0.5＜deltaT≤2，并且锌锅由工业用电供电时，调节热补偿系数和单感应器功率；当0.5＜deltaT≤2，并且锌锅由非工业用电供电时，调节单感应器功率。
具体来讲，当锌锅由工业用电支持锌锅加热时，如果0.5＜deltaT≤2，则升高热补偿系数和单感应器功率。当热补偿系数升高，且单感应器功率也升高时，锌锅接收的热量就会很快增加，进而锌锅的实际温度也会快速升高， 直到delta减小到0.5度，系统再停止升高热补偿系数。
而当锌锅由非工业用电供电时，例如以柴发电机发电向锌锅供电时，则依然仅调节单感应器功率。
具体来讲，本发明实施例中，调节热补偿系数是根据下列公式(1)来计算如何调节的。
PI_K＝PI_K’+deltaT/20， 公式(1)
其中，PI_K’当前热补偿系数。
具体来讲，PI_K’为上一PLC扫描周期时确定的热补偿系数，对于当前PLC扫描周期，就是当前热补偿系数。进一步，在本发明实施例中，热补偿系数的范围为大于等于0.5小于等于2.5，即0.5≤PI_K≤2.5。
由公式(1)可以看出，当实际温度AP与设定温度SP之间的温度差delta每升高1度，PI_K将升高0.05。并且，当PI_K升高到2.5后，将不再继续升高。
举例来说，假设当前热补偿系数PI_K’＝0.6，计算得到的deltaT＝3，那么PI_K＝0.6+3/20＝0.75；或者，当前热补偿系数PI_K’＝2.4，计算得到的deltaT＝3，那么PI_K＝2.4+3/20＝2.55，但是2.55＞2.5，故取PI_K＝2.5。
具体来讲，本发明实施例中，调节单感应器功率是根据下列公式(2)来计算如何调节的。
PW_N＝K*PW_Nm， 公式(2)
其中，PW_N为目标单感应器功率，也就是即将要调整到的单感应器功率。PW_Nm为单感应器最大功率，PW_Nm的取值与单感应器的具体参数有关，本发明不做具体限制。K为调节系数。由于单感应器的最大功率为PW_Nm，必然有PW_N≤PW_Nm，所以，本发明实施例中的K≤1。
进一步，K的取值与deltaT为正相关。换言之，deltaT越大，K则取越大的值；反之，deltaT越小，K则取越小的值。在本发明实施例中，可以预先通过实验获得K与deltaT之间的呈正相关的函数，进而获得deltaT后，基于K与deltaT之间的呈正相关的函数确定K，进而确定PW_N。或者，也可以预先通过实验获得多组不同的K和对应的deltaT，并存储K与deltaT的离散对应点，进而获得deltaT后，从多个离散对应点中搜索出deltaT对应的K，就可以进一步计算出PW_N。本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。
作为一种可选的实施例，调节系数K具体为：
K＝min{{[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single}，1}。
公式(3)
其中，PW_total为锌锅极限功率，K_co为锌锅单感应器耦合调节系数，PW_Single为单感应器自动工作最大功率。PW_total由锌锅的实际参数决定，K_co和PW_Single则由管理人员在控制系统的输入装置，如键盘或触控屏上设定，因此本发明不做具体限制。
下面以PW_total＝1000KW，K_co＝6，PW_Single＝300KW来进行举例说明。
例1：deltaT＝4，PI_K＝2.5，那么[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single＝[(4-0.5)*1000/(11-6)+200*2.5]/2*300＝2，由于2＞1，所以，此时取K＝1，进而PW_N＝PW_Nm，即此时单感应器以最大功率加热。
例1：deltaT＝0.55，PI_K＝1，那么[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single＝[(0.55-0.5)*1000/(11-6 )+200*1]/2*300＝0.35，由于0.35＜1，所以，此时取K＝0.35。进一步假设PW_Nm＝350KW，那么PW_N＝0.35*350＝122.5KW。
例3：：deltaT＝2，PI_K＝1，那么[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single＝[(2-0.5)*1000/(11-6)+200*1]/2*300＝0.833，由于0.833＜1，所以，此时取K＝0.833。那么PW_N＝0.35*350＝122.5KW。
进一步，当deltaT≤0.5时，或deltaT＞2时，以及当0.5＜deltaT≤2，且锌锅由非工业用电供电时，PI_K锁定在1，仅通过调节单感应器功率来调节锌锅的温度。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，首先检测锌锅当前的实际温度，然后获得设定温度与实际温度的温度差，进而根据温度差，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率。由于锌锅的加热方式为感应加热，所以，调节锌锅的单感应器功率，或者调节锌锅的热补偿系数和单感应器功率可以使控制快速作用于加热源，进而快速调节锌锅的温度。所以，与PID的控制方式相比，本发明实施例的控制方法超调量更小，调节时间更短。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种控制锌锅温度的方法，其特征在于，包括：
检测锌锅当前的实际温度；
获得所述锌锅的设定温度与所述实际温度的温度差；
根据所述温度差，调节所述锌锅的单感应器功率，或者调节所述锌锅的热补偿系数和所述单感应器功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述温度差，调节所述锌锅的热损补偿系数，或者调节所述热补偿系数和所述锌锅的单感应器功率，包括：
当所述温度差小于等于0.5度，或者大于2度时，调节所述单感应器功率；
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度时，调节所述单感应器功率，或者调节所述热补偿系数和所述单感应器功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述温度差大于0.5度且小于等于2度时，调节所述单感应器功率，或者调节所述热补偿系数和所述单感应器功率，包括：
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由工业用电供电时，调节所述热补偿系数和所述单感应器功率；
当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由非工业用电供电时，调节所述单感应器功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，调节所述热补偿系数，包括：
通过下列公式调节所述热补偿系数：
PI_K＝PI_K’+deltaT/20；
其中，PI_K为所述热补偿系数，PI_K’当前热补偿系数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热补偿系数的范围为大于等于0.5小于等于2.5。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，调节所述单感应器功率，包括：
根据下列公式调节所述单感应器功率：
PW_N＝K*PW_Nm；
其中，PW_N为目标单感应器功率，K为调节系数，PW_Nm为单感应器最大功率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调节系数K小于等于1。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调节系数K具体为：
K＝min{{[(deltaT-0.5)*PW_total/(11-K_co)+200PI_K]/2PW_single}，1}；
其中，deltaT为所述温度差，PW_total为锌锅极限功率，K_co为锌锅单感应器耦合调节系数，PW_Single为单感应器自动工作最大功率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述温度差小于等于0.5度，或者大于2度时，以及当所述温度差大于0.5度且小于等于2度，并且所述锌锅由非工业用电供电时，所述热补偿系数为1。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述锌锅感应器耦合调节系数PW_Single和锌锅单感应器耦合调节系数K_co为设定值。
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