专利名称：台车炉的智能优化控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法，特别是一种台车炉的智能优化控制方法。
背景技术：
台车炉主要用于宽厚板、大型零件等材料的热处理过程中。当前台车炉生产基本上都是采用手工生产，生产效率低下，工人劳动强度大，失误率高。在台车炉进行热处理过程中，未进行任何自动控制，全靠技术人员的经验控制炉温，一是控制不够准确，二是无法控制能耗，并且在生产过程中，部分炉次的产品可能不仅未能达到热处理效果，反而烧废了零件或者钢板。由不同生产人员生产的材料也各不相同，降低了产品性能的一致性。为此，本发明采用热处理炉数学模型进行生产指导，它能显著提高钢板质量和产量，降低能耗。本系统通过对在炉钢板进行温度预报，根据温度预报结果合理的对台车炉炉温进行优化控制，优化热处理炉生产以提高效率。通过收集热处理炉生产过程信息，提供对模型相关参数采用自学习方法进行优化，提高模型控制精度。通过本发明，材料热处理效率和质量能明显提高，特别适用在大规模零件或者宽厚板的台车炉生产。
发明内容
本发明的目的是解决台车炉生产中无法精确控制，导致产品质量不高的问题，为解决此问题，提出了一种台车炉的智能优化控制方法。本发明的技术方案如下台车炉的智能优化控制方法，包括以下步骤I)采集台车炉炉内各段炉温从基础自动化系统采集炉内各段炉温；2)根据当前时刻来料的温度场、当前时刻的炉温和来料的尺寸规格以及物性参数，计算出下一时刻来料的温度场；其中初始温度场为入炉前来料的温度场，并认为温度均匀分布，温度为常温，物性参数包括导热系数、比热容、辐射率、密度；来料的温度场为来料各点温度的集合；3)炉温调整根据当前时刻各来料的计算温度与工艺要求的温度的偏差，计算炉温综合调整值，并调整炉温；所述当前时刻各来料的计算温度选取当前时刻各来料的中心点温度，或表面温度，或平均温度，当前时刻各来料的计算温度根据步骤2)的当前时刻来料温度场计算结果得到。根据上述方案，步骤2)中计算下一时刻来料的温度场中各点的温度采用以下公式导热微分方程为
权利要求
1.台车炉的智能优化控制方法，其特征在于包括以下步骤， 1)采集台车炉炉内炉温从基础自动化系统采集炉内来料所处位置的各段炉温，取平均值作为当前时刻炉温； 2)根据当前时刻来料的温度场、当前时刻的炉温和来料的尺寸规格以及物性参数，计算出下一时刻来料的温度场；其中初始温度场为入炉前来料的温度场，并认为温度均匀分布，物性参数包括导热系数、比热容、辐射率、密度； 3)炉温调整根据步骤2)的当前时刻来料温度场计算结果得到当前时刻各来料的计算温度，根据当前时刻各来料的计算温度与工艺要求的温度的偏差，计算炉温综合调整值，并调整炉温；所述当前时刻各来料的计算温度选取当前时刻各来料的中心点温度，或表面温度，或平均温度。
2.如权利要求I所述的台车炉的智能优化控制方法，其特征在于步骤2)中计算下一时刻来料的温度场中各点的温度采用以下公式 式(I)中，α为热扩散率，α=λ/(ρ · c) ; λ为导热系数，P为密度，c为比热，k, τ表示时间；以来料的截面中心为原点，宽度为X方向，厚度为I方向，划分网格，Λ X表示沿X轴方向长度变化值，Δ y表示沿Y轴方向长度变化值，!^.!!表示来料在坐标(m, η)处第k时刻的温度值； 计算式(I)的初始条件为 d: =Co S' 臟 S M, O < η < N〕 其中，Tint表示来料入炉前的温度，Μ，N与来料的尺寸有关；计算式(I)的边界条件为第三类边界条件 其中^^表示来料在化，η)处的温度，tfur是炉温，hr为换热系数 式(2)中，R为换热系数的修正系数，ε为辐射率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数。
3.如权利要求2所述的台车炉的智能优化控制方法，其特征在于还包括步骤4)自学习步骤材料出炉后，通过对比材料表面的实际温度和计算得到的表面温度之差，计算换热系数的修正系数R，对换热系数进行调整。
4.如权利要求3所述的台车炉的智能优化控制方法，所述换热系数的修正系数R的计算方法为 式中Ri+1表示第i+Ι块钢用于计算的修正系数，Ri表示第i块钢计算用的修正系数，K 表示第i块钢反算所得的修正系数，其中_是采用二分法根据实测的炉温，材料的尺寸规格，材料物性参数代入公式(I)公式(2)来反算得到的，a是增益系数，范围为O到I。
5.如权利要求I至4所述的台车炉的智能优化控制方法，其特征在于步骤3)中炉温调整值的计算方法为用各来料的计算温度与目标温度的偏差乘以系数得出炉温调节值，然后加权计算出炉温综合调整值。
6.如权利要求5所述的台车炉的智能优化控制方法，其特征在于步骤3)中计算炉温调节值采用的公式为
全文摘要
本发明涉及一种台车炉的智能优化控制方法，该方法包括以下步骤(1)从基础自动化系统采集台车炉炉内各段炉温；(2)根据当前时刻来料的温度场、当前时刻的炉温和来料的尺寸规格以及物性参数，计算出下一时刻来料的温度场；(3)根据步骤2)的当前时刻来料温度场计算结果得到当前时刻各来料的计算温度，根据当前时刻各来料的计算温度与工艺要求的温度的偏差，计算炉温综合调整值，并调整炉温。本发明方法对炉温控制采用多段曲线控制，相比其它炉型温度控制只是控制其出炉温度和在炉时间，忽视材料实际加热过程，本方法监测了加热过程中各点各时刻的加热温度，能提高材料控制的水平。
文档编号C21D9/00GK102925652SQ201210453369
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者王志军, 奚泱, 周毅, 刘校平, 陈跃平 申请人:中冶南方(武汉)信息技术工程有限公司