Evaluation of the Temperature of a Massive Body on Measurable Values of the Heat Exchange Process
Оценка температуры массивного тела по измеряемым величинам процесса теплообмена

V.I. Panferov, N.A. Trenin, S.V. Panferov
2018 Bulletin of the South Ural State University Ser Computer Technologies Automatic Control & Radioelectronics  
133 Постановка задачи Известно, что удовлетворение современных требований к системам автоматизации нагревательных печей возможно только в рамках АСУ ТП с обратной связью по температуре нагреваемого металла [1][2][3]. Причем при нагреве массивных заготовок в печах для непосредственного измерения доступна лишь температура их поверхности. Температура внутренних точек также как и среднемассовая (среднеобъемная) температура не могут быть принципиально измерены инструментальными средствами,
more » ... ся они расчетным путем либо непосредственно по математической модели, настроенной на реальный процесс, либо по разработанным на ее основе алгоритмам контроля [4][5]. В связи с этим при построении АСУ ТП нагревательных печей возникает задача разработки приемлемых алгоритмов оценки температурного поля металла по доступным для измерения величинам процесса. Принципиальная возможность такой оценки определена в работе [6], в которой показано, что температурное поле заготовки в некоторый момент времени может быть однозначно определено по результатам измерения температуры печи и температуры поверхности металла на конечном отрезке времени. Левой границей отрезка должен быть момент времени, для которого определяется температурное поле заготовки. В работе [7] предложен и опробован алгоритм оценки для случая, когда температурное поле металла определяется в классе многочленов второго порядка. В данной работе проведены исследования по оценке температуры металла многочленом нулевого порядка, иначе говоря, некоторым числом, характеризующим все температурное поле. Данные исследования дополняют результаты работы [7], но алгоритм выгодно отличается от алгоритма [7] с точки зрения количества необходимых вычислений. Последнее может быть важным при построении АСУ ТП, работающей в реальном масштабе времени. Погрешность оценки температурного поля будет при этом достаточно приемлемой величиной хотя бы для задачи определения неизвестной (из-за неконтролируемости процесса охлаждения перед посадом в печи) начальной температуры слябов горячего посада, так как по нашим расчетам [4][5] погрешность определения начальной среднемассовой температуры металла в 30 и более градусов практически уже через 10 минут не сказывается на точности расчета температурного поля. Длительность же нагрева слябов в неотапливаемых методических зонах в любом случае больше этого времени, следовательно, к моменту начала УДК 536.68
doi:10.14529/ctcr180116 fatcat:lbgrp2qayja5dfjdmhl6mgmxea