卷取温度控制系统是热连轧系统的重要组成部分，直接关系到最终产品质量，特别是带钢的组织结构和力学性能的好坏，进而影响其产品在市场上的竞争力。  层冷控制系统由L2过程控制系统和L1基础自动化控制体统组成。L2级系统完成数学模型计算、自适应控制、动态设定、冷却策略的选择和冷却速率控制等功能；L1级系统完成头尾跟踪、故障阀设定、开关阀控制和头尾微冷控制等功能。 工作模式有三种：全自动模式、手动模式、测试模式。      控制冷却系统设备：上高密度集管、下高密度集管、集管控制阀组、倾翻机构和阀组、车间高位水箱、高压侧喷装置、压缩空气吹扫装置等组成。 层流冷却下带钢的传热过程十分复杂。首先，整个冷却过程中温降大，钢板的对流换热系数及其热物性参数必然随温度产生显著的变化。其次，高温钢板的层流冷却，较其他冷却方式更为复杂。高密度管层流喷出的水流在一定压力下冲击到钢板表面，在冲击区钢板表面不形成水蒸气膜，因此，产生强烈冷却效果。沿钢板长度方向，在近冲击区一定范围内，冷却水呈层流区，在较远处呈紊流区，在层流区和紊流区之间形成过渡区。在垂直板面方向，除了水流冲击区以外的其它区域，从板面向上，同样出现层流区、过渡区和紊流区。因此，就整体层流冷却来看，经历了膜态沸腾、过渡沸腾和核沸腾冷却阶段，钢板传热过程是非稳态的。 根据层流冷却实际生产工艺情况，应用传热学原理，对带钢在时间和厚度方向差分，建立有限差分模型，计算带钢在整个冷却区的开阀和关阀状况，确定带钢在每个集管下是空冷还是水冷，从而控制带钢在冷却区的温度。由于模型的建立是基于机理性的，所以模型计算具有比较高的精度，包括：预设定模型、动态设定模型、钢种物性参数模型，包括导热系数和比热容计算模型、水冷时对流换热系数计算模型、自适应模型等。 根据不同钢种的工艺要求，系统提供多种冷却方式供选择，包括：全长冷却、头部不冷、尾部不冷、前向冷却、后向冷却、头部微冷、尾部微冷、稀疏冷却、非对称冷却等。该系统已经成功稳定的应用在日钢1580热连轧生产线并取得了的很好的控制效果，还将应用于武钢1700mm热连轧、西南不锈1450mm热连轧、重钢1780mm热连轧等多条生产线。 该项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机的层流冷却设备。同时，通过技术集成和转移，可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。

活套控制系统是热连轧生产线上基础自动化L1级中非常重要的自动控制系统。活套高度闭环控制系统以及活套张力闭环控制系统是活套控制系统两项关键功能，用以实现轧制过程中，精轧任意机架间带钢秒流量的动态平衡，以及维持带钢在恒定张力下完成轧制。活套控制功能的稳定性直接决定到轧钢过程的顺利进行，其控制精度又会影响到带钢产品的厚度和宽度质量。 目前国内的热连轧项目尤其是宽带热连轧项目，越来越多的采用了液压活套，与电动活套相比，其控制的快速性以及位置控制的精确性是电动活套无法比拟的。 活套控制系统由L2级精轧活套设定模型、L1级活套控制器、L0级活套传动装置以及活套机械设备等部分组成。 根据传动装置的不同，活套分为液压活套及电动活套。液压活套依靠液压站高压油驱动液压缸带动活套机械动作；电动活套则依靠电机带动减速机驱动活套机械动作。 零漂校正功能 零漂电流标定和校正功能投入实际使用后，克服了由于较大零漂存在造成活套起套过程的不可靠，同时又大大提高了活套张力闭环的稳态精度。同时这两项功能的实现以及操作维护又非常简单，所以说这两项针对活套伺服控制系统零漂问题所采取的控制对策是积极有效而值得推广的。 活套软接触功能 通过投入张力环及高度环时机选择算法计算得到活套接触到带钢的具体时刻，从而能够及时投入张力环及高度环。该算法的实现为活套软接触技术的最终实现作出关键性的贡献。因为众所周知，带钢秒流量动态平衡以及带钢张力恒定的稳态控制并不是很困难的事情，关键在于如何减小或者消除活套起套瞬间由于位置环起套造成的对于活套张力系统和轧机速度系统的大扰动。本技术的实际应用推动了活套软接触技术的实现，从而为带钢头部乃至全长厚度宽度质量的改善和提高具有重大的现实意义。 该系统已经成功稳定的应用在莱钢1500、日钢1580热连轧生产线并取得了的很好的控制效果，还将应用于武钢1700mm热连轧、西南不锈1450mm热连轧、重钢1780mm热连轧等多条生产线。 该项目适用于所有的新建和欲改造的热连轧带钢轧机的精轧活套设备。同时，通过技术集成和转移，可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。

带钢热连轧计算机控制是冶金企业计算机应用最早、最成熟和效益最好的。经过近半个世纪的发展，热连轧生产线已经实现了从加热炉、粗轧区、精轧区到卷取区的全线计算机控制，形成了包括传动控制与检测级、基础自动化级、过程控制级和生产控制与管理级的多级分布式计算机控制系统组成模式。控制功能则从最初的以轧制规程设定计算和操作自动化为主，发展到以减少能源消耗、增加经济效益、扩大产品规格和品种、全面提高产品质量（包括带钢的几何尺寸精度、板形、组织性能、表面质量等）为主要特征的新阶段。先进控制理论和智能控制理论、高性能计算机控制系统、网络通讯与信息技术、大功率交流传动系统与液压伺服系统、检测与传感技术等高新技术在该领域的应用日新月异，保证了带钢热连轧计算机控制处于持续发展的态势，取得了巨大的经济效益。 北京科技大学信息工程学院自动控制研究所是以轧钢自动化为主要特色的科研机构。从上世纪八十年代以来，在我国轧钢自动化领域著名专家、我国带钢热连轧计算机控制开拓者之一孙一康教授的领导下，承担与参加了一系列国家和省部级带钢热连轧控制工程，取得了丰硕的成果，获得了多项国家和省部级重大奖励，在我国轧钢自动化领域占有重要地位和广泛影响。近年来与鞍山钢铁集团公司、武汉钢铁集团公司、高效轧制国家工程研究中心、北京麦思科自动化系统工程公司等单位密切合作，在新型控制功能的研制开发、多级分布式计算机控制系统的软硬件集成、热连轧三电工程（计算机、电气传动、仪表）总承包等方面业绩突出，形成了各类轧制自动化控制系统的设计与集成、应用软件开发与调试、人员培训、投产与生产服务的综合实力，具备了与国外大公司进行平等合作和参与国内外市场竞争的能力。

高效轧制国家工程研究中心在带钢热连轧计算机控制系统设计和软件开发方面具有较强实力，参加和承担完成了国内多条热连轧计算机控制工程项目。例如： 武钢1700mm热连轧计算机控制系统（获冶金部科技进步特等奖，国家科技进步一等奖） 太钢1549mm热连轧计算机控制系统（获国家科技进步二等奖）上海梅山1422mm热连轧计算机控制系统（通过国家验收） 攀钢1450mm热连轧粗轧区基础自动化改造 鞍钢1780mm热连轧计算机控制系统（通过国家验收） 莱钢1500mm热连轧计算机控制系统（获山东省科技进步三等奖） 日照1580mm热连轧三电（传动、自动化和管理、仪表）控制系统 目前国内外带钢热连轧计算机系统一般分为:传动控制级(L0)，基础自动化级（L1）,过程控制级（L2）, 生产控制级（L3）。高效轧制国家工程研究中心能够提供从L0 到L3的全套带钢热连轧计算机系统。能够完成从系统设计﹑软件设计、编程调试﹑现场服务﹑到开工投产的全过程。主要内容包括： 硬件系统：选用进口硬件，并提供性能价格比最高的硬件产品，也可根据用户的需要，灵活选择硬件品牌。 支持软件：支持软件（Support Software）是一种软件开发环境，是一组软件工具的集合。支持软件又叫做中间件（Middle Ware），我们将提供自主知识产权的全套中间件。控制系统：高效轧制国家工程研究中心能够提供用于热轧自动化控制的全套独立开发的应用软件，包括： L0级（传动控制系统）：交、直流数字传动，交交变频 L1级（基础控制系统）：炉区控制、 定宽机控制、粗轧控制、 立辊AWC-SSC控制、保温罩控制、热卷箱控制、飞剪控制、精轧速度控制、液压/电动活套控制、液压HAGC控制、HAPC控制、弯辊控制、串辊控制、换辊控制、层冷控制、卷取机控制、助卷辊AJC控制、运输控制和检查控制等。 L2级（过程控制系统）：燃烧计算设定模型、轧制节奏、粗轧计算设定模型、宽度模型、精轧计算设定模型、板形设定和控制模型、终轧温度控制模型、卷取温度控制模型、卷取设定模型等。 板形辊形系统：提供变接触VCL/VCR支持辊技术、高效变凸度HVC/LVC工作辊技术、非对称ASR/ATR工作辊技术、均压型PPT中间辊技术和成套板形控制模型，包括过程控制级（L2）的板形设定控制模型和基础自动化级（L1）的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型、平坦度反馈控制模型、板形板厚解耦控制模型和轧后冷却补偿模型等，实现连续生产过程中高精度的板形自动控制。 L3级（生产控制系统）：板坯库管理、基础数据管理、轧制计划编制与管理、生产调度操作、轧辊管理、成品管理、生产实绩及报表、通信管理、安全及授权管理。 该项目适用于所有新建的和已有待改造的热轧厂(常规的热轧厂，薄板坯连铸连轧厂，CSP)。

系统采用高性能控制器、热备系统或容错服务器以及多层高速网络结构的硬件方案，并安装具有自主知识产权的稳定高效的过程自动化系统开发平台，应用程序采用标准化的、可自由组合和单独升级的模块设计，为将来的扩展和升级提供极大的方便和空间；系统采用先进的解析算法模型，能对轧件的温度、形状和轧制过程的力能参数和辊缝形状进行精确预报和控制，并自主开发了基于机理模型和数据驱动的全流程板形控制、多机架协调厚度控制、单机架（中厚板或连轧粗轧机）轧板厚度控制、终轧温度和层冷温度控制、微恒张力控制等专有控制技术；可实现基于统计过程控制、数据挖掘、信息融合等技术的系统智能故障自诊断及控制，并采用容错控制策略提高系统对异常状态的适应能力；针对超薄规格产品的生产，开发了非对称和非稳态条件下的质量控制技术。最新开发的大数据平台、质量管控、生产状态分析、能源介质监控、能耗预测、性能预报、设备生命周期管理等功能模块，提升了系统的智能化水平。该系统可以灵活根据用户的不同需求提供相应的功能模块，不但适用于新建的生产线，同样适用于对老旧的生产线的技术升级和改造，减少改造风险，缩短改造工期，在短时间内完成升级改造并恢复生产和达产。

本发明公开了一种层流冷却温度控制方法，具体为：首先，通过建立子目标温度模型，并结合 GPC-PID 方法，获得子目标 PID 控制器参数，包括比例系数 kP，积分系数 kI 和微分系数 kD，从而完成子目标 PID 控制器的确定；然后，通过确定的子目标 PID 控制器对层流冷却温度进行控制。本发明通过建立子目标温度模型将钢板层流冷却全过程温度的控制，转化为多段曲线拟合的形式，分段进行控制。基于本发明对钢板层流冷却温度

热连轧自动化控制系统是一种大型复杂控制系统，它很大程度上决定了生产线最终的市场竞争力。目前国内在宽带钢热连轧自动化控制系统新建或改造上多采用以下两种形式：一是硬件和软件系统全部由国外供货并调试；二是采用进口硬件系统，部分软件由国内完成，但其中的核心软件如L2数学模型系统、板形系统、质量控制系统（AGC、AWC、AJC等）从国外引进并由国外人员完成现场调试。两种形式都存在着核心技术掌握在外方手中，不利于系统的后期升级和维护，不能满足钢厂再发展的需要。因此有必要开发全套具有自主知识产权的宽带钢热连轧自动化控制系统，硬件系统可以采用当前国际上流行的最新控制器，而系统集成、控制模型和软件的开发和现场调试全部由国内自主完成，并承担全部的考核指标。如此可以不受国外公司的制约，同时节约大量外汇，减少工程投资。在此背景下，本项目以山东日照钢铁有限公司新建的1580mm热连轧生产线为依托，设计并完成全部软件和调试，取得了本科技成果。本科技成果的应用领域为轧钢领域的宽带钢热连轧生产线，实现热连轧带钢的全自动化生产。自动化控制系统由三级组成，其中L0设备控制级包括交直流主辅传动系统、现场机械液压设备、控制执行机构、各种检测仪表；L1基础自动化级由HMI监控系统和多台高性能控制器构成；L2过程控制级由三台高性能PC服务器和多台工业控制计算机构成；L3生产管理级（MES）由数据库服务器、应用服务器和客户端组成。该控制系统的基本原理就是通过三级系统之间互相配合，把整个生产线的多达数千个的控制点和数百个控制对象，分别按照不同的区域划分到数百个控制功能当中在控制系统中完成，满足工艺、设备、液压及电气要求，实现全线的自动化生产，达到设计的产品精度（厚度、凸度、板形、温度等）指标，同时，整个系统具有高效性、可靠性、先进性、安全性和低维护性，以及很强的报警、诊断、故障分析能力。

高强度PC钢绞线用小方坯连铸连轧盘条研究成果建立在江苏省“十五首批科技攻关”项目完成的基础上，以“1860MPa级PC钢绞线用小方坯连铸连轧盘条的规模化生产”为主要目标，开展设备改造和工艺研究，在取得相关研究结果的基础上，进而实现该产品的规模化生产并使产品系列化，同时，延伸转化生产更高档次的镀锌钢丝及钢绞线用SWRS82B，替代进口。/line历时两年，通过生产线现场跟踪、用户使用情况现场跟踪和实验室内热模拟试验研究，针对性采取改进措施对生产线上进行改造，添置控制设备和分析设施。成功实现了“小方坯连铸连轧生产高强度PC钢绞线用热轧盘条”从润忠短流程生产线向沙景短流程生产线的技术移植，在此基础上开发出多个规格的新产品，使高强度PC钢绞线用热轧盘条形成系列化（φ11、12.5、13mmSWRH82B和SWRS82B盘条）的专有成套技术。

热连轧机液压系统广泛使用于高压水除鳞、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、运输链等生产热轧卷板的轧钢设备以及棒线材、型材热轧设备中。依托一重、二重、鞍钢设计院等主机制造厂，太重榆液成功设计制造了以国内第一条自主集成鞍钢1700热连轧机为代表的几十套全线热连轧机液压系统和棒线材、型材热轧液压系统，积累了丰富的设计制造经验，最大化提高了主机设备的控制精度和生产效率。

采用冷连轧法生产线、丝材是北京科技大学在国内率先研究成功并推广的一项新技术。其关键设备是Y型三辊冷连轧机组，具有生产效率高；产品变形均匀、综合机械性能优良，总变形量大；可减少中间退火和酸洗工序。适用于中、高碳素钢丝、合金结构钢丝、实心焊丝、药芯焊丝、轴承钢丝、不锈钢丝、精密合金丝以及有色金属和合金等各种光圆的和异型的丝线的生产。 用主动式Y型冷连轧法生产丝线材与传统的冷拔法相比，具有以下特点： 变形区金属受到三向压应力作用，无拉拔变形的拉应力，有利于材料塑性潛能的发挥，产品延伸率较高，特别适用于连铸盘圆坯的延伸轧制；适用于难变形金属的加工。 无需预先多次压尖，主动旋转的轧辊自动咬人盘条，操作十分方便； 主动连轧的原料可以是盘圆也可以是直条，轧出的产品呈直条状，既可进行盘卷收钱（盘径随意可调），又可得到直条产品，方便用户使用； 原料不要求酸洗和润滑涂层处理，采用直径14毫米的连铸合金线坯，通过连轧得到直径6毫米以下的盘卷，省去了中间的退火和酸洗工序。因而显著地节约能源，提高成材率，减少或消除废酸的污染； 采用乳化液对轧辊、齿轮，轧件冷却润滑，循环使用，减少粉尘污染，无“三废”； 微型轧机，设备紧凑，占地面积少，每条生产线的操作人员只需2人； 我国第一台Y型三辊冷连轧机是由北京科技大学自行设计、制造。1989年Y型三辊轧机冷连轧丝线材技术就通过了原冶金部组织的技术鉴定，专家组认为：“工艺稳定，产品质量符合要求，工艺技术具有先进性和实用性，是对传统的拉丝生产工艺和设备的一项重要改革，在主要技术方面达到了国内领先和国际八十年代的先进水平。”经过多年研究和生产实践，工艺优化的第二代轧机已在北京、上海等地成功推广使用。Y型三辊轧机冷连轧丝线材技术是一项成熟的生产工艺，八十年代以来，在意大利美国德国等已普遍采用。实际生产证明，采用钢丝冷连轧新工艺代替传统的粗拉和中拉生产各种光圆和异型的丝线材，其经济效益显著提高。