鋁箔軋機軋制過程中鋁板帶箔厚度精確計算技術(shù)的研究應(yīng)用

王修亮

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 鋁板帶箔軋制厚度超厚超薄的現(xiàn)狀和問題

目前我國鋁箔軋機軋制過程中鋁板帶箔厚度主要由X 射線測厚儀進行在線檢測并反饋控制。X 射線厚度檢測單元主要引進國外檢測控制技術(shù)，測厚儀檢測標(biāo)定時以標(biāo)準(zhǔn)樣片為參考進行合金系數(shù)線性曲線補償，使測厚儀檢測樣片厚度與標(biāo)準(zhǔn)樣片標(biāo)稱厚度一致，但測厚儀存在檢測誤差、標(biāo)定誤差、樣片誤差，造成鋁箔厚度反饋控制偏差，經(jīng)常導(dǎo)致大批量鋁卷超厚超薄問題。需要對厚度檢測控制系統(tǒng)進行技術(shù)改進，增加鋁板帶箔厚度在線精確計算功能，提升鋁板帶箔厚度檢測控制糾偏能力，徹底解決鋁板帶箔整卷厚度超厚超薄問題。

2 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計算技術(shù)研究設(shè)計

針對鋁板帶箔軋制過程中厚度控制超厚超薄的技術(shù)難題，通過在鋁箔軋機厚度檢測控制系統(tǒng)中加入在線實時厚度精確計算程序，以計算厚度實時驗證測厚儀在線檢測厚度，在線實時厚度計算程序公式 為2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可轉(zhuǎn)換為T=，再轉(zhuǎn)換為T=，其中n為第n圈、w 為寬度、r 為初始卷徑、R為實時卷徑、m為總?cè)?shù)。

在鋁箔軋機卷取側(cè)增加脈沖檢測裝置計算卷取圈數(shù)，增加激光測距儀檢測卷徑，再編輯鋁板帶箔厚度精確計算程序并寫入PLC 中進行調(diào)試，實時精確計算出鋁板帶厚度。再在鋁箔軋機厚度檢測控制系統(tǒng)中加入厚度檢測計算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進行比較，當(dāng)偏差大于報警預(yù)設(shè)值時，在控制系統(tǒng)HMI 人機界面中進行厚度超限報警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時，傳動控制系統(tǒng)進行自動停車控制處理，避免鋁板帶箔整卷超厚超薄問題。

3 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計算技術(shù)實施過程

（1）在鋁箔軋機卷取側(cè)增加定位脈沖檢測裝置，鋁板帶箔軋制過程中卷取機每轉(zhuǎn)動一圈給PLC控制器發(fā)送一個脈沖信號，在PLC 程序編輯鋁板帶卷取圈數(shù)計算程序，實現(xiàn)鋁卷軋制過程中轉(zhuǎn)動圈數(shù)的自動累積運算。鋁板帶卷取圈數(shù)計算程序見圖1所示。

圖1 鋁板帶卷取圈數(shù)定位脈沖計算程序

（2）在鋁箔軋機卷取側(cè)增加高精度激光測距儀，激光測距儀將檢測距離信號轉(zhuǎn)換成4-20mA 模擬量信號發(fā)送到PLC 控制器，在PLC 程序編輯卷徑檢測功能控制程序，實現(xiàn)鋁卷軋制過程中動態(tài)卷徑數(shù)據(jù)實時高精度檢測。鋁板帶卷徑檢測PDA 數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 鋁板帶卷徑檢測PDA數(shù)據(jù)

（3）編輯調(diào)試鋁板帶在線實時厚度精確計算功能控制程序，在線實時厚度計算程序公式為2π（r+nt）wt=π（R2-r2）w，可轉(zhuǎn)換為 T=，再轉(zhuǎn)換為 T=其中n為第n圈、w為寬度、r為初始卷徑、R 為實時卷徑、m 為總?cè)?shù)、k為卷密度。鋁板帶在線厚度精確計算程序如圖3示。

圖3 鋁板帶在線厚度精確計算程序

（4）編輯調(diào)試鋁板帶厚度檢測計算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進行比較，當(dāng)偏差大于報警預(yù)設(shè)值時，在控制系統(tǒng)HMI 人機界面中進行厚度超限報警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時，傳動控制系統(tǒng)進行自動停車控制處理，避免鋁板帶箔整卷超厚超薄問題。

（5）編輯鋁箔軋機控制系統(tǒng)HMI 界面程序，在HMI界面中加入檢測厚度、計算厚度、設(shè)定厚度等數(shù)據(jù)，并加入進行厚度超限報警提示信號。實現(xiàn)鋁板帶箔軋制過程計算厚度和檢測厚度實時顯示和控制。

4 鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計算技術(shù)研究應(yīng)用效果

鋁板帶箔軋制過程中厚度精確計算技術(shù)的研究與應(yīng)用，通過設(shè)計編輯調(diào)試鋁板帶箔厚度精確計算程序，在鋁箔軋機厚度檢測控制系統(tǒng)中加入在線實時厚度精確計算功能，實現(xiàn)了鋁板帶在線厚度自動精確實時計算。在鋁箔軋機厚度檢測控制系統(tǒng)中加入厚度檢測計算比較程序，將鋁板帶箔軋制過程中程序計算厚度和設(shè)定目標(biāo)厚度進行比較，當(dāng)偏差大于報警預(yù)設(shè)值時，在控制系統(tǒng)HMI 人機界面中進行厚度超限報警提示，當(dāng)偏差大于停車預(yù)設(shè)值時，傳動控制系統(tǒng)進行自動停車控制處理，有效解決了鋁板帶箔軋制過程中大批量鋁卷超厚超薄問題。該技術(shù)屬于當(dāng)前鋁加工行業(yè)自動控制領(lǐng)域首次科技創(chuàng)新應(yīng)用，并取得了顯著的實用效果。