本发明涉及一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法，其控制系统包括退火炉和温度检测模块，退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。本发明通过实时调节煤气流量的方法来控制板温达到工艺要求的精度，采用混合智能控制策略来实现冷轧退火炉的高精度温度控制，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求，使得燃料更合理的通入到退火炉的NOF段和RTF段中，这样不仅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷轧钢板的性能。
1.一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，其特征在于：还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块；
所述温度优化及时间设定模块用于计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；
所述温差检测模块用于计算NOF段出口处板温偏差e_N和RTF段出口处板温偏差e_R；
所述NOF段控制模块用于计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；
所述RTF段控制模块用于计算RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中；
其中,所述温度优化及时间设定模块包括RTF段温度预测单元、RTF段板温设定单元、第一温度及时间设定单元和第二温度及时间设定单元；
所述RTF段温度预测单元用于根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R；
所述RTF段板温设定单元用于根据钢板属性参数计算钢板的RTF段板温设定值pT_R；
所述第一温度及时间设定单元用于根据RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、钢板的板温设定值pT_R和RTF段出口板温的偏差e_R计算NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间；
所述第二温度及时间设定单元用于根据钢板的板温设定值pT_R计算钢板RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间；
2.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述NOF段控制模块包括前馈控制单元、第一智能补偿控制单元、第一智能温度控制单元和第一燃料量分配控制单元；
所述前馈控制单元用于计算在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2；
所述第一智能补偿控制单元用于根据NOF段出口钢板实际板温Treal_N、NOF段炉温TF_N和钢板属性参数计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3；
所述第一智能温度控制单元用于计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1；
所述第一燃料量分配控制单元分别根据补偿由于钢板属性参数变化、板速v变化和NOF段出口处板温偏差e_N所需的燃料量的变化量ΔGas_N_T_2、ΔGas_N_T_3和ΔGas_N_T_1计算NOF段各个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；
3.根据权利要求1所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，其特征在于：所述RTF段控制模块包括第二智能温度控制单元、温度变化检测单元、第二智能补偿控制单元和第二燃料量分配控制单元；
所述第二智能温度控制单元用于根据RTF段出口板温偏差e_R计算由其引起的燃料量的变化量ΔGas_R_T_1；
所述温度变化检测单元根据RTF段炉温TF_R、板速v和钢板属性参数计算在当前工况下RTF段板温变化量ΔT_R；
所述第二智能补偿控制单元用于根据RTF段板温变化量ΔT_R、NOF段出口的实际板温Treal_N和RTF段出口板温设定值Tset_R计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2；
所述第二燃料量分配控制单元用于根据补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料量的变化量ΔGas_R_T_1和补偿RTF段入口板温偏差所述燃料量变化量ΔGas_R_T_2计算RTF段各个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中；
其中，所述钢板属性参数包括钢板的板宽、板厚和板型。
4.一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：初始化钢板属性参数和板速v，并获取RTF段炉温TF_R、NOF段出口钢板实际温度Treal_N和RTF段出口处钢板实际温度Treal_R；
步骤2：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；
步骤3：根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，以及根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R；
步骤4：根据步骤1-3中计算的参数分别计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,
2,3,…n)和RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并分别控制相应燃料量通入NOF段和RTF段内对应的每个区中；
其中，所述钢板属性参数包括钢板的板宽、板厚和板型。
5.根据权利要求4所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤21：根据钢板属性参数计算RTF段板温设定值pT_R；
步骤22：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R；
步骤23：根据RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、钢板的板温设定值pT_R和RTF段出口板温的偏差e_R计算NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间；
步骤24：根据钢板的板温设定值pT_R计算钢板RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间。
6.根据权利要求4所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，所述步骤4中包括如下步骤：步骤41a：根据NOF段出口处板温偏差e_N计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1；
步骤42a：计算在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2；
步骤43a：根据NOF段出口钢板实际板温Treal_N、NOF段炉温TF_N和钢板属性参数计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3；
步骤44a：根据补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N、钢板属性参数变化和板速v变化所需的燃料量的变化量ΔGas_N_T_1、ΔGas_N_T_2和ΔGas_N_T_3计算NOF段各个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中。
7.根据权利要求6所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，所述步骤41a中，采用增量式PID的方法进行计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1，公式如下：ΔGas_N_T_1＝ANe_Nk-BNe_Nk-1+CNe_Nk-2 (1)其中， Kp_N为NOF段比例
增益，TN为NOF段出口处板温偏差值的采样周期，TNi为积分时间，TNd为微分时间，e_Nk，e_Nk-1，e_Nk-2分别为前后三次测量NOF段出口处板温偏差值；
所述步骤42a中，在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2包括钢板规格进行切换时需要使钢板温度保持原来的温度不变所需的燃料变化量ΔGas_1和需要补偿前后钢板的NOF段出口板温设定值之差所需的燃料变化量ΔGas_
2，即ΔGas_N_2＝ΔGas_1+ΔGas_2，具体如下：ΔGas_1＝k1Δs (2)
其中，ph为下一卷钢板的厚度，pw为下一卷钢板的宽度，h为当前钢板的厚度，w为当前钢板的宽度，Δs为钢板横截面积的变化量，k1的值与钢板的板速v有关，近似理解为线性关系，则有：k1＝(a1v+b1) (4)
其中，a1为比例系数，b1为常数，v为钢板的板速；通过对实验数据进行曲线拟合及验证可得：a1＝0.0278，b1＝-1.236；
式中，ΔTset-N表示前后钢板的NOF段出口板温设定值之差，k2为比例系数，且其值的大小与体积流量有关，具体为：k2＝a2whv+b2 (6)
其中，w为钢板的宽度，h为钢板的厚度，v为钢板的板速，三者的乘积即为体积流量；
同理，对实验数据进行曲线拟合及验证可得k2与体积流量的关系如下：于是，在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_
所述步骤43a中，计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3，公式如下：ΔGas_N_T_3＝k3Δv (9)
其中，Δv表示钢板板速的变化量，k3为比例常数，其表达式为：k3＝a3s+b3 (10)
其中，s为钢板的截面积，通过对实验数据进行曲线拟合及验证可得:a3＝0.02968，b3＝
8.根据权利要求6所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，所述步骤4中还包括如下步骤：步骤41b：根据RTF段出口板温偏差e_R计算由其引起的燃料量的变化量ΔGas_R_T_1；
步骤42b：根据RTF段炉温TF_R、板速v和钢板属性参数计算在当前工况下RTF段板温变化量ΔT_R；
步骤43b：根据RTF段板温变化量ΔT_R、NOF段出口实际板温Treal_N和RTF段出口板温设定值Tset_R计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2；
步骤44b：根据补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料量的变化量ΔGas_R_T_1和补偿RTF段入口板温偏差所述燃料量变化量ΔGas_R_T_2计算RTF段各个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。
9.根据权利要求8所述一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，其特征在于，所述步骤41b中，采用增量式PID的方法计算补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料的变化量ΔGas_R_T_1公式为：ΔGas_R_T_1＝ARe_Rk-BRe_Rk-1+CRe_Rk-2 (11)其中， 为RTF段比例
增益，TR为RTF段出口处板温偏差值的采样周期，TRi为积分时间，TRd为微分时间，e_Rk，e_Rk-1，e_Rk-2为前后三次测量RTF端出口处的偏差值；
所述步骤42b中，计算在当前工况下补偿RTF段板温变化量ΔT_R所需燃料的变化量ΔT_R的公式为：ΔT_R＝k4TF_R (12)
式中，TF_R表示RTF段的炉温，k4为比例系数，其表达式为：k4＝a4whv+b4 (13)
式中，w、h、v分别表示当前钢板的宽度、厚度和板速，三者的乘积即为体积流量，将体积流量看作是一个变量进行分析，取实验数据进行曲线拟合及验证，得到不同型号钢种的k4值与体积流量的值：所述步骤43b中，计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2的公式为：式中，Δs表示钢板截面积的变化量，如式(3)，ΔR_Ts表示RTF段目标板温的变化量，对RTF段的实验数据进行曲线拟合以及验证，计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2的公式转化为：
一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冷轧热镀锌退火炉的工艺技术领域，尤其涉及一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法。
背景技术
[0002] 冷轧钢板的优越性能，使得市场对其的需求不断增加，提高生产钢板的合格率能有效的提高企业的市场竞争力。
[0003] 如图1所示，在连续退火生产线中，将冷轧的钢板在焊机上焊接，在清洗区域中将钢板表面轧制油脂脱以后，在退火炉的加热区域-均热区域-冷却区域-过时效区域进行连续加热与冷却的一系列热处理，如图2所示，为连续退火的目标钢板温度变化曲线。经过调质轧制，连续地卷取抗上进行卷取工序。加热区域中上部分与下部分排列着被称为炉滚筒的炉内滚筒，钢板根据这个炉底滚形成的由炉下部分到炉上部分再到炉下部分的导通路径。在路径与路径之间设置了在内部使炼焦炉气体燃烧的辐射管，并且由辐射管对钢板进行间接加热。
[0004] 当批量变化时，钢板的厚度、宽度、退火目标温度也是变化的。对于钢板的温度，将煤气流量与钢板传送速度作为控制量，通过炉温与加热时间进行控制，由于响应较慢，因此对变化时间无法做到完全的跟踪。
[0005] 冷轧热镀锌退火炉的工艺过程复杂，具有非线性以及强耦合等复杂特性，而且生产过程中，由于对不同钢板的要求不同，退火炉的操作过程也不同，需要考虑钢板温度、钢板厚度以及机组的速度等，难以实现其高精度的控制。
[0006] 目前钢铁冷轧热镀锌退火炉采用一级PLC交叉限幅PID控制结合二级模型机控制，但是其效果并不理想，温度控制速度、精度、适应性无法满足实际生产需求。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法。
[0008] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，其特征在于：还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。
[0010] 所述温度优化及时间设定模块用于计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；所述温差检测模块用于计算NOF段出口处板温偏差e_N和RTF段出口处板温偏差e_R；所述NOF段控制模块用于计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；所述RTF段控制模块用于计算RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。
[0011] 根据本发明的另一个方面，提供了一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，包括如下步骤：
[0012] 步骤1：初始化钢板属性参数和板速v，并获取RTF段炉温TF_R、NOF段出口钢板实际温度Treal_N和RTF段出口处钢板实际温度Treal_R；
[0013] 步骤2：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；
[0014] 步骤3：根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，以及根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R；
[0015] 步骤4：根据步骤1-3中计算的参数分别计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)和RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并分别控制相应燃料量通入NOF段和RTF段内对应的每个区中；
[0016] 其中，所述钢板属性参数包括钢板的板宽、板厚和板型。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法，通过实时调节煤气流量的方法来控制板温达到工艺要求的精度，采用混合智能控制策略来实现冷轧退火炉的高精度温度控制，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求，使得燃料更合理的通入到退火炉的NOF段和RTF段中，这样不仅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷轧钢板的性能。
附图说明
[0018] 图1为现有技术中钢板连续退火过程简图；
[0019] 图2为现有技术中钢板连续退火目标钢板温度变化曲线；
[0020] 图3为本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统结构示意图；
[0021] 图4为本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法流程示意图。
具体实施方式
[0022] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0023] 实施例一、一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统。下面将结合图3对本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统进行详细介绍。
[0024] 如图3所示，一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统，包括退火炉和温度检测模块，所述退火炉包括无氧化加热炉NOF段和辐射管加热炉RTF段，所述NOF段和RTF段均分为多个区，所述温度检测模块用于分别检测NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和RTF段炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R，其特征在于：还包括温度优化及时间设定模块、温差检测模块、NOF段控制模块和RTF段控制模块。
[0025] 所述温度优化及时间设定模块用于根据钢板的属性参数、板速v和RTF段的炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R。
[0026] 所述温差检测模块用于根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，还用于根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R。
[0027] 所述NOF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段板温偏差e_N计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中。
[0028] 所述RTF段控制模块用于根据钢板的属性参数、板速v、RTF端炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段温偏差e_R计算RTF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。
[0029] 本实施例中，所述温度优化及时间设定模块包括RTF段温度预测单元、RTF段板温设定单元、第一温度及时间设定单元和第二温度及时间设定单元。
[0030] 其中，所述RTF段温度预测单元用于根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R。
[0031] 所述RTF段板温设定单元用于根据钢板属性参数计算钢板的RTF段板温设定值pT_R。
[0032] 所述第一温度及时间设定单元用于根据RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、钢板的板温设定值pT_R和RTF段出口板温的偏差e_R计算NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间。
[0033] 所述第二温度及时间设定单元用于根据钢板的板温设定值pT_R计算钢板RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间。
[0034] 通过所述温度优化及时间设定模块可以准确的计算出所述NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R，以及对应的加热触发时间，为后续计算NOF段和RTF端中每个区的燃料量提供准确的数据依据，并在加热触发时间间隔结束时开始触发通入对应燃料量的燃料，开始准确加热。
[0035] 所述NOF段控制模块包括前馈控制单元、第一智能补偿控制单元、第一智能温度控制单元和第一燃料量分配控制单元。
[0036] 其中，所述前馈控制单元用于计算在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2。
[0037] 所述第一智能补偿控制单元用于根据NOF段出口钢板实际板温Treal_N、NOF段炉温TF_N和钢板属性参数计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3。
[0038] 所述第一智能温度控制单元用于计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1。
[0039] 所述第一燃料量分配控制单元分别根据补偿由于钢板属性参数变化、板速v变化和NOF段出口处板温偏差e_N所需的燃料量的变化量ΔGas_N_T_2、ΔGas_N_T_3和ΔGas_N_T_1计算NOF段各个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中。
[0040] 本实施例中，所述RTF段控制模块包括第二智能温度控制单元、温度变化检测单元、第二智能补偿控制单元和第二燃料量分配控制单元。
[0041] 其中，所述第二智能温度控制单元用于根据RTF段出口板温偏差e_R计算由其引起的燃料量的变化量ΔGas_R_T_1。
[0042] 所述温度变化检测单元根据RTF段炉温TF_R、板速v和钢板属性参数计算在当前工况下RTF段板温变化量ΔT_R。
[0043] 所述第二智能补偿控制单元用于根据RTF段板温变化量ΔT_R、NOF段出口的实际板温Treal_N和RTF段出口板温设定值Tset_R计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2。
[0044] 所述第二燃料量分配控制单元用于根据补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料量的变化量ΔGas_R_T_1和补偿RTF段入口板温偏差所述燃料量变化量ΔGas_R_T_2计算RTF段各个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。
[0045] 本实施例中，所述钢板属性参数包括钢板的板宽、板厚和板型。这些参数在钢板进行加工之前是已知的，根据厂家提供的信息可以查询到。通常，针对某一种钢板，都会有几种常用的属性参数，比较容易获知。
[0046] 实施例二、一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法。下面将结合图4对本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法进行详细介绍。
[0047] 如图4所示，一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制方法，包括如下步骤：
[0048] 步骤1：初始化钢板属性参数和板速v，并获取RTF段炉温TF_R、NOF段出口钢板实际温度Treal_N和RTF段出口处钢板实际温度Treal_R；
[0049] 步骤2：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算NOF段出口板温设定值Tset_N和RTF段出口板温设定值Tset_R；
[0050] 步骤3：根据NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段出口板温设定值Tset_N计算NOF段出口处板温偏差e_N，以及根据RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段出口板温设定值Tset_R计算RTF段出口处板温偏差e_R；
[0051] 步骤4：根据步骤1-3中计算的参数分别计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…n)和RTF段中每个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3,…m)，并分别控制相应燃料量通入NOF段和RTF段内对应的每个区中；
[0052] 其中，所述钢板属性参数包括钢板的板宽、板厚和板型。
[0053] 本实施例中，所述步骤2包括：
[0054] 步骤21：根据钢板属性参数计算RTF段板温设定值pT_R；
[0055] 步骤22：根据钢板属性参数、板速v和RTF段炉温TF_R计算RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R；
[0056] 步骤23：根据RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、钢板的板温设定值pT_R和RTF段出口板温的偏差e_R计算NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间；
[0057] 步骤24：根据钢板的板温设定值pT_R计算钢板RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间。
[0058] 需要指出的是，在实际中，所述RTF段板温设定值、RTF段出口板温变化量预测值ΔpT_R、NOF段出口板温的设定值Tset_N及加热触发时间和RTF段出口板温的设定值Tset_R以及加热触发时间均通过查阅预先建立的数据表来获取，通常，NOF段加热触发时间为钢板进入NOF段前3至5分钟内，RTF段加热触发时间为钢板进入RTF段前10至15分钟内，[0059] 本实施例中，所述步骤4中，根据钢板属性参数、板速v、NOF段炉温TF_N、NOF段出口处钢板实际温度Treal_N和NOF段板温偏差e_N计算NOF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中；根据钢板属性参数、板速v、RTF端炉温TF_R、RTF段出口处钢板实际温度Treal_R和RTF段温偏差e_R计算RTF段中每个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3,…)，并控制相应燃料量通入RTF段内对应的每个区中。
[0060] 一方面，所述步骤4中包括如下步骤：
[0061] 步骤41a：根据NOF段出口处板温偏差e_N计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1；
[0062] 步骤42a：计算在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2；
[0063] 步骤43a：根据NOF段出口钢板实际板温Treal_N、NOF段炉温TF_N和钢板属性参数计算补偿因钢板板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3；
[0064] 步骤44a：根据补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N、钢板属性参数变化和板速v变化所需的燃料量的变化量ΔGas_N_T_1、ΔGas_N_T_2和ΔGas_N_T_3计算NOF段各个区的燃料量Gas_N_T_i(i＝1,2,3…n)，并控制相应燃料量通入NOF段中对应的每个区中。
[0065] 具体地，所述步骤41a中，采用增量式PID的方法进行计算补偿由于NOF段出口处板温偏差e_N所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_1，公式如下：
[0066] ΔGas_N_T_1＝ANe_Nk-BNe_Nk-1+CNe_Nk-2 (1)
[0067] 其中， Kp_N为NOF段比例增益，TN为NOF段出口处板温偏差值的采样周期，TNi为积分时间，TNd为微分时间，e_Nk，e_Nk-1，e_Nk-2分别为前后三次测量NOF段出口处板温偏差值；
[0068] 所述步骤42a中，在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2包括钢板规格进行切换时需要使钢板温度保持原来的温度不变所需的燃料变化量ΔGas_1和需要补偿前后钢板的NOF段出口板温设定值之差所需的燃料变化量ΔGas_2，即ΔGas_N_2＝ΔGas_1+ΔGas_2，具体如下：
[0069] ΔGas_1＝k1Δs (2)
[0070] Δs＝ph*pw-h*w (3)
[0071] 其中，ph为下一卷钢板的厚度，pw为下一卷钢板的宽度，h为当前钢板的厚度，w为当前钢板的宽度，Δs为钢板横截面积的变化量，k1的值与钢板的板速v有关，近似理解为线性关系，则有:
[0072] k1＝(a1v+b1) (4)
[0073] 其中，a1为比例系数，b1为常数，v为钢板的板速；通过对实验数据进行曲线拟合及验证可得:a1＝0.0278，b1＝-1.236；
[0074]
[0075] 式中，ΔTset-N表示前后钢板的NOF段出口板温设定值之差，k2为比例系数，且其值的大小与体积流量有关，具体为：
[0076] k2＝a2whv+b2 (6)
[0077] 其中，w为钢板的宽度，h为钢板的厚度，v为钢板的板速，三者的乘积即为体积流量；
[0078] 同理，对实验数据进行曲线拟合及验证可得k2与体积流量的关系如下：
[0079]
[0080] 于是，在钢板规格切换时补偿由于钢板属性参数变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_2的表达式为：
[0081]
[0082] 所述步骤43a中，计算补偿因钢板的板速v变化所需燃料量的变化量ΔGas_N_T_3，公式如下：
[0083] ΔGas_N_T_3＝k3Δv (9)
[0084] 其中，Δv表示钢板板速的变化量，k3为比例常数，其表达式为：
[0085] k3＝a3s+b3 (10)
[0086] 其中，s为钢板的截面积，通过对实验数据进行曲线拟合及验证可得:a3＝0.02968，b3＝3.447。
[0087] 对于不同型号的钢板，k3值也应该不同，所以k3值应该与钢板的截面积有关，而且随着截面积的增加k3值也应该增加。
[0088] 另一方面，所述步骤4中还包括如下步骤：
[0089] 步骤41b：根据RTF段出口板温偏差e_R计算由其引起的燃料量的变化量ΔGas_R_T_1；
[0090] 步骤42b：根据RTF段炉温TF_R、板速v和钢板属性参数计算在当前工况下RTF段板温变化量ΔT_R；
[0091] 步骤43b：根据RTF段板温变化量ΔT_R、NOF段出口实际板温Treal_N和RTF段出口板温设定值Tset_R计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2；
[0092] 步骤44b：根据补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料量的变化量ΔGas_R_T_1和补偿RTF段入口板温偏差所述燃料量变化量ΔGas_R_T_2计算RTF段各个区的燃料量Gas_R_T_i(i＝1,2,3…m)，并控制相应燃料量通入RTF段中对应的每个区中。
[0093] 具体地，所述步骤41b中，采用增量式PID的方法计算补偿RTF段出口板温偏差e_R所需燃料的变化量ΔGas_R_T_1公式为：
[0094] ΔGas_R_T_1＝ARe_Rk-BRe_Rk-1+CRe_Rk-2 (11)
[0095] 其中， Kp_R为RTF段比例参数，TR为RTF段出口处板温偏差值的采样周期，TRi为积分时间，TRd为微分时间，e_Rk，e_Rk-1，e_Rk-2为前后三次测量RTF端出口处的偏差值；
[0096] 所述步骤42b中，计算在当前工况下补偿RTF段板温变化量ΔT_R所需燃料的变化量ΔT_R的公式为：
[0097] ΔT_R＝k4TF_R (12)
[0098] 式中，TF_R表示RTF段的炉温，k4为比例系数，其表达式为：
[0099] k4＝a4whv+b4 (13)
[0100] 式中，w、h、v分别表示当前钢板的宽度、厚度和钢板的板速，三者的乘积即为体积流量，将体积流量看作是一个变量进行分析，取实验数据进行曲线拟合及验证，得到不同型号钢种的k4值与体积流量的值：
[0101]
[0102] 所述步骤43b中，计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2的公式为：
[0103]
[0104] 式中，Δs表示钢板截面积的变化量，如式(3)，ΔR_Ts表示RTF段目标板温的变化量，对RTF段的实验数据进行曲线拟合以及验证，计算用于补偿RTF段入口板温偏差引起的燃料量变化量ΔGas_R_T_2的公式转化为：
[0105]
[0106] 通过上述步骤，可分别计算出NOF段各个区的燃料量和RTF段各个区的燃料量，并控制对应燃料量进入到NOF段和RTF段的每个区中,控制精确，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求。
[0107] 本发明的一种冷轧热镀锌退火炉板温协调控制系统及方法，通过实时调节煤气流量的方法来控制板温达到工艺要求的精度，采用混合智能控制策略来实现冷轧退火炉的高精度温度控制，使得退火炉NOF段和RTF段的板温控制精度满足工艺要求，使得燃料更合理的通入到退火炉的NOF段和RTF段中，这样不仅提高了燃料的利用率，降低燃料成本，而且大大提高了冷轧钢板的性能。
[0108] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
