冷軋機厚度自動控制系統的技術分析

王希碩

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司，河北唐山 063200）

冷軋機厚度自動控制系統的技術分析

王希碩

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司，河北唐山 063200）

工業化進程的不斷加快，使得冷軋板帶產品在工業生產中的應用日益廣泛，其厚度的均勻性也受到了越來越多的重視。本文從當前社會發展需求出發，結合冷軋機的特點，對冷軋機厚度自動控制系統及相關技術進行了簡要分析，并結合當前科學技術發展的影響，對一些新技術在AGC方面的應用情況進行了討論，希望能夠為冷軋機厚度自動控制系統的發展提供一些參考。

冷軋機 厚度自動控制系統 技術

在社會生產中，厚度精度是衡量板帶產品質量的重要指標之一，實現對其厚度的自動控制，保證板帶產品的質量，是相關企業需要重點關注的問題。冷軋薄板憑借著自身表面光亮平滑、尺寸精度良好等優點，在社會生產中得到了廣泛應用，厚度自動控制系統在冷軋機中的作用越來越大，受到了相關技術人員的重視和推廣。

1　冷軋機特點

冷軋機是一種針對鋼筋材料進行冷軋加工的設備，能夠將Ⅰ級熱軋Q235圓鋼通過冷軋軋制，形成螺旋狀的鋼筋，在軋制冷軋帶肋筋的過程中，能夠同時實現對母材垂直和水平方向的冷加工，在保留原截面中心區域品體相對平衡的基礎上，提升材料的抗壓性能，保持良好的延伸性能，使得材料能夠用于一級安全等級的工業和民用建筑，能夠有效節約材料的使用量，降低建筑成本。

2　冷軋機厚度自動控制系統的相關技術

當前，比較常見的冷軋機厚度自動控制系統主要包括以下幾種:

2.1多變量控制

冷軋機在穩態軋制時，其活套控制系統和厚度控制系統實際上是同時動作的，結合高速液壓壓下裝置，就可以實現對冷軋產品厚度的有效控制。但是，兩種系統在運行過程中，相互之間存在著一定的干擾，很容易影響冷軋機的工作效率。對此，結合調節器理論，開發出了多變量控制技術，能夠同時對上述兩個系統進行綜合控制，保證冷軋機的高效運行。

2.2厚度補償控制

為了對非穩態下的厚度控制精度進行改善，相關技術人員開發出了厚度補償控制系統，只要明確了每一檔軋制速度所對應的厚度偏差，就能夠結合相應的計算，明確軋輥位置和軋制速度的偏差，并對其進行補償。結合過程計算機，可以對每一檔軋制速度所對應的軋輥位置以及軋制速度的基準值進行相應補償，即使軋制速度出現了變化，只要對軋輥位置以及軋制速度的基準值進行相應改變，就可以減少產品厚度的偏差，從而縮短厚度超差長度，減少斷帶次數，并對厚度精度進行改善。

2.3活套角速度反饋控制

在活套控制系統中，張力控制系統與活套角速度控制系統是同時運行的，存在著一定的相互干擾。在傳統生產中，對于帶鋼前端的非穩態軋制，采用的是靜態排除干擾的方法，并不能真正解決干擾問題，也無法改善其響應特性。對此，相關技術人員開發出了改善活套控制系統響應特性的新型控制方法，將其與常規的活套角度反饋相互結合，可以將角速度反饋成為軋機電機的速度指令，對系統的響應特性進行改善。

2.4自適應質量流控制

即AMFC，這種控制技術能夠在軋制過程中，自動對前滑比進行修改和校準，從而克服質量流控制時由于張力輥打滑所引發的前滑比缺陷以及出口帶鋼速度難以準確測量的問題，成為了眾多厚度控制系統中，應用非常廣泛的技術方法之一。

2.5利用恒流量原理實現厚度自控

在傳統厚度控制中，采用的多是壓力控制法，受軋輥偏心率等因素的影響，無法實現精確測量，對于厚度的控制精度也無法保證。對此，德國西門子公司將開卷機當做“零機架”，通過對設備速度的調節，實現厚度控制，不需要使用壓下裝置，而是通過軋制力的調節，保持開卷機與機架之間的張力，能夠有效消除可能對輥縫造成影響的物理因素，保證良好的動態品質。

3　新技術的應用和發展

3.1大功率變頻調速技術與AGC

電力電子技術的發展，推動了現代控制理論的進步，動搖了直流電機在高性能電氣傳動領域的統治地位。各種大功率半導體器件的出現，使得交流變頻調速得到了迅猛發展，憑借自身穩固簡單的結構以及良好的調速特性，在眾多領域都有著取代直流調速的趨勢?；蛘呖梢哉f，交流調速系統已經成為冷軋機拖動控制系統發展的主要趨勢之一，能夠大幅度降低軋機拖動功率，通過與AGC系統的相互結合，能夠有效提升單臺電機的容量，提升拖動系統的扭轉剛性，進而提高了成品的厚度精度。

3.2軋輥偏心補償技術

在技術的發展和演變過程中，雖然自適應系統在很早前就已經進入了AGC系統，但是受AGC系統調節相對復雜的影響，自適應系統的功能始終難以充分發揮，需要采取有效措施，對偏心干擾進行相應的補償。在工作狀態下，如果發現支承輥出現偏心現象，或者出現因鍵所引發的軸承局部剛度突變，則隨著支承輥的轉動，軋機輥可能會發生相應的變化，從而使得產品的厚度出現周期性的變化，影響產品質量。對此，相關技術人員應該充分重視，利用高響應液壓AGC，將軋輥的偏心折算到厚度變化中，然后結合壓力傳感器，對軋輥的偏心波形進行檢測，實現對偏心所造成的厚度誤差的補償。從實際發展層面看，國外部分技術人員在AGC系統上設置了自適應偏心定相補償器，具有良好的應用效果。

4　結語

總而言之，伴隨著科學技術的快速發展以及現代自動控制理論的不斷深化，許多新的厚度自動控制系統以及新型軋機不斷涌現，使得冷軋板的尺寸精度得到了良好的控制，提高了產品質量，推動了社會經濟的穩定健康發展。

［1］王群啟.冷軋機厚度控制系統的PLC實現及算法研究［D］.哈爾濱工業大學，2008.

［2］何波.冷軋機厚度自動控制系統及其發展趨勢［J］.鞍鋼技術，2004，（5）：32-36.

［3］韓立強.冷軋機的厚度自動控制系統［J］.冶金自動化，2003，（z1）：112-114.

王希碩（1987—），女，漢族，河北石家莊人，本科，初級職稱，河北工業大學畢業，現就職于首鋼京唐鋼鐵聯合有限公司，研究方向：自動化控制。