[发明专利]一种用于硅钢退火的加湿混合控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于硅钢退火的加湿混合控制系统，其特征在于，包括加湿混合系统和控制模块两大部分：

所述的加湿混合系统，至少包括氮氢混合系统、干混合气流通通道、湿混合气流通通道、干湿混合流通通道、湿混合气加湿系统、加湿罐和退火炉，所述氮氢混合系统的输出端分别与干混合气流通通道的一端、湿混合气流通通道的一端连接，湿混合气流通通道经加湿罐后与干混合气流通通道的另一端共同接至干湿混合流通通道后再与退火炉连接；

所述氮氢混合系统包括由纯氮气和纯氢气组成的混合室；所述干混合气流通通道设置有干混合气流量计、干气流量调节阀，所述湿混合气流通通道依次设置有湿混合气流量计、湿气流量调节阀、混合气喷入口、填料、湿混合气输出管、湿混合气输出温度计和电加热器，混合气喷入口设置在加湿罐的侧壁，填料设置在加湿罐内部，湿混合气输出管一端伸入加湿罐内、另一端与湿混合气输出温度计连接，湿混合气流量计、湿气流量调节阀用于控制湿混合气流量；混合室内的混合气通过混合气喷入口进入加湿罐内，加湿罐用于对混合气进行蒸汽加湿，并通过湿混合气输出温度计测量湿混合气输出温度，进而监测湿混合气输出露点，电加热器用于防止湿混合气在流通管道中结露而影响炉内加湿效果；所述湿混合气加湿系统包括蒸汽调节阀、蒸汽喷入管，蒸汽调节阀通过蒸汽喷入管通入加湿罐，蒸汽调节阀用于通过控制蒸汽通入量来控制湿混合气的露点；所述退火炉内设置有露点分析仪，露点分析仪用于测量得到退火炉内的露点；

所述的控制模块包括数据处理单元与工业PLC控制单元，数据处理单元包括数据预处理模块和LS-SVM预测模型模块；工业PLC控制单元至少包括露点PID控制器、串级逻辑运算器、蒸汽加热PID控制器、湿气流量PID控制器和干气流量PID控制器，干混合气流量计、湿混合气流量计、湿混合气输出温度计与数据预处理模块的输入端连接，数据预处理模块的输出端依次与LS-SVM预测模型模块、露点PID控制器、串级逻辑运算器连接，串级逻辑运算器的输出端分别与蒸汽加热PID控制器、湿气流量PID控制器和干气流量PID控制器连接，蒸汽加热PID控制器、湿气流量PID控制器和干气流量PID控制器，蒸汽加热PID控制器、湿气流量PID控制器和干气流量PID控制器分别与蒸汽调节阀、湿气流量调节阀和干气流量调节阀连接。

2.一种上述权利要求1所述的用于硅钢退火的加湿混合控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过加湿混合系统和控制模块建立干湿混合气流量的闭环调节回路，建立加湿混合系统的蒸汽加热加湿调节回路，向退火炉通入干湿混合气，并启动露点分析仪实时分析炉内露点；在人工干预下进行混合气的加湿及干湿混合控制，并记录数据；

S2、人工设定LS-SVM预测模型模块的惩罚系数和核宽度，数据预处理模块将炉内的露点DP、通入炉内的干湿混合气的流量比Kf、湿混合气输出温度Ts和带钢运行的线速度Vf数据进行归一化预处理，并由人工选定训练集和测试集；

S3、由LS-SVM预测模型模块建立预测模型，并利用最小二乘支持向量机对预测模型进行训练；

S4、将预测模型计算数据与实际测量数据比较测试，并进行误差评价；如果误差评价合格，表示预测模型建立成功，暂停训练；但LS-SVM预测模型模块仍持续监测和评价预测误差，如出现差异，提示人工启动训练流程；

S5、利用成熟的预测模型计算下一时刻的露点DP预测值，并由露点PID控制器根据露点DP预测值和DP设定值计算露点PID控制器输出MV_DP；

S6、由串级逻辑运算器根据露点PID控制器输出MV_DP，按串级控制逻辑运算器的运算规则计算得到流量比Kf，并得到湿气流量PID控制器的设定流量、干气流量PID控制器的设定流量和蒸汽加热PID控制器设定温度SV_Ts；

S7、湿气流量PID控制器、干气流量PID控制器和蒸汽加热PID控制器分别实现湿气流量调节阀、干气流量调节阀和蒸汽调节阀动作，控制湿干气和蒸汽流量，并最终实现对炉内露点的调节。