本文以某1500mm热连轧层流冷却项目为背景,开发层流冷却过程自动化控制系统,以传热学原理为基础,建立现场使用的数学模型,针对现场实际问题提出解决方案,开发多种适于现场的冷却策略及冷却控制模式,研究及优化反馈控制系统算法,以提高卷取温度控制精度及均匀性为出发点,编写层流冷却过程自动化系统相关程序,并进行离线及现场调试,自在线运行以来,系统稳定可靠,卷取温度控制精度高,显著提高产品性能和质量。本文的主要研究内容如下：(1)分析了国内外层流冷却设备和数学模型的发展情况,对冷却过程中存在的问题提出改造思路,从经典传热理论出发,建立现场使用的空冷、水冷温降模型。(2)针对层流冷却技术在线应用时的工艺、设备要求,利用Visual C++语言开发轧后冷却过程自动化控制系统,结合现场实际数据,详细介绍系统中计算准备处理模块、预设定计算模块、修正设定计算模块、反馈控制模块及自学习模块的功能及计算流程。(3)针对现场不同温度控制模式的需求,开发多种冷却策略及冷却模式,对实际生产中存在的带钢长度、厚度、宽度方向温度控制不均匀的现象,提出升速轧制、热头热尾、边部遮蔽等方案,有效解决上述问题,保证了产品的性能,满足现场生产需求。(4)介绍了反馈控制系统中控制器的基本规律,为解决层流冷却过程中反馈控制存在滞后的问题,在原基于PI算法的常规反馈控制基础上,开发一阶惯性Smith预估控制系统,现场应用表明优化后的系统有效提高了卷取温度控制精度。(5)层流冷却过程自动化控制系统自投入在线运行以来,系统运行稳定可靠,卷取温度控制精度较高,产品性能良好。