[发明专利]钢管在线冷却的过程控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种钢管在线冷却的过程控制系统，其特征是：包括：

预设定计算模块：当钢管出定径机后，由定径机出口热金属检测器HMD触发预设定计算模块；根据钢管原始数据、冷却目标工艺数据以及实测数据，对钢管头部的运行速度曲线、冷却喷环组态、冷却水压力和流量进行设定，根据钢管出定径机全长温度分布，及生产节奏设定钢管冷却速度曲线，设定结果传送在线冷却的基础自动化系统；

前馈控制计算模块：当冷却区入口高温计SCT测得钢管实测温度后，启动前馈控制计算模块，根据实测温度动态修正冷却区前部喷环组态、冷却水流量、钢管冷却速度和摆动时间，计算结果定周期传送在线冷却的基础自动化系统；

反馈控制计算模块：当冷却区出口高温计FCT测得钢管实测温度后，启动反馈控制计算模块，反馈控制计算模块包括反馈控制模块，根据实测温度动态修正冷却区后部喷环组态、冷却水流量，计算结果定周期传送在线冷却的基础自动化系统。

2.根据权利要求1所述的钢管在线冷却的过程控制系统，其特征是：所述反馈控制计算模块还包括自适应学习计算模块，钢管冷却完成后，基于终冷温度实测值与目标值的偏差，通过自适应学习算法，对在线冷却水冷换热系数进行修正，通过对数据库中换热修正系数的更新，将自学习结果应用于后续同层别产品的设定计算和控制。

3.一种钢管在线冷却的过程控制方法，其特征是：

钢管在线冷却的过程控制系统接收上位机系统下发的钢管原始数据和冷却目标工艺数据，根据前工序的钢管实测数据，经过模型运算，该模型包括预设定计算模块、前馈控制计算模块、反馈控制计算模块，向钢管在线冷却的基础自动化系统设定在线冷却区钢管运行速度曲线、喷环组态、冷却水压力和流量，实现钢管在线冷却过程的自动控制；

所述过程控制系统的模型运算为：当钢管出定径机后，位于定径机出口的热金属检测器HMD检测得到钢管，触发预设定计算模块；当钢管头部进入冷却区入口高温计SCT位置时，冷却区入口高温计SCT测得钢管实测温度后，启动前馈控制计算模块，当钢管尾部离开冷却区入口高温计SCT位置时，前馈控制计算结束；当钢管头部进入冷却区出口高温计FCT位置时，冷却区出口高温计FCT测得钢管实测温度后，启动反馈控制计算模块，当钢管尾部离开冷却区出口高温计FCT位置时，反馈控制计算结束；所述反馈控制计算模块包括反馈控制模块和自适应学习计算模块。

4.根据权利要求3所述的钢管在线冷却的过程控制方法，其特征是：所述钢管按一定长度被分成若干样本段，面向钢管每个样本段进行冷却控制；控制冷却水喷射的每一个集管阀门的开/关是由“钢管样本段”上热量的输入/输出所决定的，每个样本段的热量输入/输出包括：热辐射、空气对流换热、冷却水对流换热和辊道导热。