【文章內容簡介】 的帶鋼通過測厚儀，檢測前后兩卷鋼卷的厚度，以便于閃光焊機將前一個鋼卷的尾部和后一鋼卷的頭部焊接在一起。完成了開卷、矯直和焊接的過程后，入口段充入活套內存儲。這是實現(xiàn)全連續(xù)軋制的保證，因為在進行焊接的時候，開卷機是不向活套充入帶鋼的，這時需要活套內存儲的一段帶鋼來維持軋制；在焊接完畢后，入口段加速從而將活套中的帶鋼再次存滿。帶鋼從活套出來，接著通過一系列轉向輥、張力輥及焊縫檢測器。在五機架全連續(xù)軋制中每一機架均采用兩個支承輥、兩個工作輥的結構，每個機架上部有一個液壓壓下缸，用來調整每個機架內軋輥的負荷輥縫。調節(jié)各機架的帶鋼速度和張力，軋出所需的成品厚度。在控制策略方面，盡量將來料的厚度誤差消除在第一機架上，最后一、兩個機架一般作為精軋部分用以提高厚度精度和板形質量。各機架之間都設有測厚儀和測張力輥，用來測量帶鋼在軋制過程中的實際值。同時將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，經(jīng)過計算機，軋制速度調節(jié)系統(tǒng)、張力調節(jié)系統(tǒng)等厚控裝置的綜合作用，得到符合要求的板厚及板形。在五機架出口處還設有夾送輥及飛剪，帶鋼導向裝置、磁力皮帶以及兩臺卷取機。帶鋼軋制成產(chǎn)品后，送到卷取機上重新卷成鋼卷。在進行全連續(xù)軋制的過程中，需要兩個卷取機交替工作，當?shù)谝粋€卷取機卷取完成時，軋機減速，啟動飛剪將帶鋼剪斷，之后導入第二卷取機進行卷取[2]。 五機架冷連軋機工藝流程圖[2] 厚度控制軋制過程是軋機與軋件相互作用的過程，軋輥對帶鋼施加壓力使之產(chǎn)生塑性形變，同時帶鋼的反作用力也會使軋輥產(chǎn)生彈性變形。研究塑性曲線和彈性變形曲線之間的關系，是軋制工藝的一個重要研究內容。 彈塑性曲線[2]帶鋼出口厚度的影響因素很多，為了能夠精確控制厚度，會采用多種控制方式配合來達到厚度控制目的，主要控制方式有：測厚儀控制、前饋控制和張力控制等。 測厚儀監(jiān)控控制測厚儀監(jiān)控系統(tǒng)由以下三個部分組成：（1）厚度檢測裝置：出口厚度一般由安裝在機架出口處的測厚儀檢測，檢測結果經(jīng)過放大處理后傳輸給控制裝置。（2）厚度自動控制裝置：將從測厚儀讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機處理，計算出合理的壓下位置，再將信號輸出傳給壓下裝置，厚度自動控制裝置是整個厚度自動控制系統(tǒng)的核心部分。（3）執(zhí)行機構：根據(jù)由計算機傳輸過來的信號，通過調整電機壓下或者主電機速度來實現(xiàn)對厚度的控制。 測厚儀監(jiān)控原理圖[2]在軋制過程中，出口厚差與壓下位移調節(jié)量滿足以下原理：?h?xp=MM+W （）式稱為壓下公式，其中?h為出口厚差，?xp為壓下位移調節(jié)量，M為軋制力，W為軋機剛度系數(shù)?？梢钥闯?，由于有軋機剛度系數(shù)的存在，為了消除出口厚差?h，壓下位置?xp的移動量為1+WM?h。由于空載輥縫改變量?SO=?xp，所以式可推出：η=?h?So=MM+W （）式中η稱為壓下效率系數(shù)。從式可知，當空載輥縫改變ΔSO時，所引起的軋件實際出口厚度變化量Δh要小于4So。這說明，壓下位置的改變量并不簡單的等于出口厚度的變化量，而其中還要考慮軋機的彈性變形。所以當測厚儀測得出口厚度h。后，與預設厚度hg。進行比較，將厚度偏差?h乘以1+W/M，得到壓下位置的調節(jié)量?xp，再通過執(zhí)行機構改變輥縫來控制厚度。 前饋控制雖然理論上測厚儀監(jiān)控能夠很好的實現(xiàn)厚度控制，但是在實際現(xiàn)場，出于保護昂貴的測厚儀的目的，一般會將其裝在離機架出口有一定距離的位置，這使得測厚儀的數(shù)據(jù)測量有一定的延時性，特別是在過焊縫時，厚度波動比較大，嚴重影響軋制精度。因此，為了解決該問題，采用前饋控制進行配合使用。 前饋控制原理圖[2]令?xp=?FM，當前置測厚儀測得帶鋼入口處出現(xiàn)擾動誤差量?H時，軋制力產(chǎn)生的擾動?F=?P?h?H，可得?xp。與?H的傳遞函數(shù)：?xp?H=1M?P?H （）前饋控制采用開環(huán)控制，不能對它的控制精度進行檢測，其控制的合理性關鍵在于如何準確地確定傳遞系數(shù)的大小。由于前饋控制只能消除一部分誤差因素的干擾，所以，前饋控制一般作為反饋控制的補充，來減少控制誤差。 張力控制在五機架冷連軋控制中，一般會盡量在前兩個機架消除厚差，當帶鋼厚度還比較大時，采用大軋制力軋制能夠滿足壓下要求。但是到了后面兩個機架時，由于帶鋼已經(jīng)非常薄，其剛度系數(shù)變得很大，再使用調壓控制的話，效果就非常不理想。實際證明，在這種情況下，張力調節(jié)的效果要好于壓力調節(jié)。因此，需要選擇張力控制進行微調。張力調節(jié)的硬件方式有兩種：改變機組的軋制速度或調節(jié)活套輥的位置。 張力控制原理圖[2] 張力——厚度曲線[2]——厚度曲線，入口厚度為HO時，帶鋼受到的張力大小為TO，塑性方程曲線為B1，工作點a對應的厚度為h，壓力為PO。當入口厚度出現(xiàn)擾動誤差時，HO變?yōu)镠39。，塑性方程曲線的位置由B1轉移到B2，工作點也由a點轉移到b點，因此會引起出口厚度的改變，誤差量為?h。若采取張力調節(jié)誤差，可改變張力大小，使其從TO變?yōu)門，此時塑性方程曲線曲線位置轉移到B3點，工作點又重新被拉回了a，這樣就可以在不改變輥縫So大小的前提下，實現(xiàn)了對出口厚度的控制。張力與厚度之間的關系式可由彈跳方程和軋制力方程的增量形式推出:?P=Km(?h?S) （）?P=?P?h?h+?P?T?T （）求解式得：?h=KmKm?P?h?S+?P?TKm?P?h?T （）當?S=0，即保持輥縫大小不變時，則有?h?T=?P?TKm?P?T （）式中的?P?T稱為張力對軋制壓力的影響系數(shù)。由于可以在保證軋制力不變的情況下進行厚度調節(jié)，所以張力控制方式的一大特點是能有效提高帶鋼的板型質量。但是張力的變化也會引起軋制速度的變化，所以出于保持軋制過程穩(wěn)定性的考慮，張力調節(jié)在粗軋過程中僅僅作為一個輔助控制，一般更多的應用于最后兩個精軋機組的厚度微調。 金屬秒流量控制在帶鋼軋制過程中，利用金屬秒流量相等的原理進行厚度自動控制的控制系統(tǒng)稱為金屬秒流量AGC。MASS FLOW AGC將傳統(tǒng)的AGC多變量控制變成速度控制，帶鋼的入口和出口秒流量始終保持相等，只要提高自動速度控制環(huán)的精度，出口厚度偏差就會很小。秒流量的基本原理是用測厚儀測出來料厚度H，用測速儀測出來料速度VH和軋出速度Vh，然后根據(jù)秒流量相等的原理，便可以計算出該段帶鋼的實際軋出厚度：h=VH?HVh （）將計算出的h值與給定的目標厚度進行比較，得到一個厚差值?h，再將?h乘以傳遞系數(shù)變成壓下位移的調節(jié)量，最后根據(jù)檢測點進入輥縫的時間和調整壓下所需要的時間，提前調整壓下裝置，使檢測點得到及時控制，從而減少了測量出口厚度時所造成的反饋滯后現(xiàn)象，使其能在各種條件下得到精確的目標厚度，其原因在于它能實現(xiàn)以下功能：（1）能修正補償檢測點和控制點的距離，根據(jù)測厚儀檢測出的入口側帶鋼厚度值跟蹤壓下。（2）根據(jù)測速計檢測出的入口側帶材速度、出口側帶材速度和入口側帶材厚度值，按照秒流量原理方程式，計算出出口側帶鋼厚度偏差值；（3）根據(jù)上述計算的出口側帶鋼厚度偏差值，來計算壓下位置修正量，進行壓下位置設定。 秒流量帶鋼厚度測量原理圖[3] 厚度自動控制系統(tǒng)的基本設計思想2030mm五機架冷連軋機厚度自動控制系統(tǒng)的基本設計思想是由第1機架的前饋控制、負載輥縫調節(jié)和第1機架的反饋控制來改變第1機架的軋制壓力，通過第1機架的速度控制來影響第1機架的金屬秒流量，借助于這些手段使帶鋼絕大部分的厚度偏差在第1機架上得到消除，而在第2機架出口有一個恒定的厚度，剩余的厚度偏差由最后2個機架來消除。如果在第5機架上壓下量較大，則可通過第5機架的前饋和反饋控制來改變第5機架的速度；當?shù)?機架上壓下量很小時，則可調節(jié)第4機架的速度，以及第5機架采用反饋控制；如果通過軋制壓力不能改變第5機架的張力時，則可將軋制壓力保持恒定，而通過速度來進行調節(jié)。3 控制系統(tǒng)的設計 控制系統(tǒng)的功能厚度控制系統(tǒng)(AGC)是全連續(xù)冷軋控制系統(tǒng)的重要組成部分，控制的目的是將軋機出口帶鋼的厚度盡可能的控制在要求的目標值附近。為獲得最好的控制精度，設置了多種控制器和補償環(huán)節(jié)。通過對冷軋機厚度控制工藝流程的分析可以看出在軋機厚度控制過程中會有很多影響帶鋼出口精度的因素，如坯料沿縱向的厚度和硬度的變化、軋制速度不穩(wěn)等都會對帶鋼出口厚度產(chǎn)生很大的影響。而自動厚度控制主要是通過對各種與所軋帶鋼厚度相關因素的調節(jié)來達到對厚度的自動控制，這些因素主要有:上下兩個軋輥之間的輥縫大小、軋輥軋制力的大小、張力大小和帶鋼的軋制速度。因此為了實現(xiàn)對帶鋼出口厚度的控制，AGC系統(tǒng)可采用幾種不同的控制策略來實現(xiàn)對厚度差的控制，具體方法如下:（1）輥縫調節(jié):輥縫調節(jié)是對帶鋼厚度控制中比較基礎的一種控制方法，一般用來對帶鋼厚度進行粗調。主要是利用位移傳感器所測得的輥縫值、測厚儀所測厚度與設定值進行比較，然后通過反饋對輥縫進行調節(jié)，使之盡量達到設定的厚度值。需要注意的是在軋制過程中，由于帶鋼硬度的關系，軋輥必定會產(chǎn)生一定的形變，在厚度設定值參與輥縫調節(jié)之前必須根據(jù)實際的壓力值對形變進行補償，一般由預壓靠產(chǎn)生PH曲線(彈塑性曲線)，通過曲線查出壓力值對應的輥縫值再進行補償。（2）壓力調節(jié):壓力調節(jié)是厚度調節(jié)的主要方式，常見的有電動壓下，液壓壓下等。通過設定的壓力值與傳感器實測的壓力值組成反饋回路對厚差進行調節(jié)。（3）張力調節(jié):張力調節(jié)就是利用前后張力的變化來改變帶鋼塑性變形線的斜率以控制厚度。當張力變大時，板材的厚度值會減?。环粗?，帶鋼的出口厚度值會增大。這種方法一般是在冷軋薄板的時候用的比較多。但是，這種方法一般不單獨使用，往往是和壓力或是速度調節(jié)配合使用。（4）速度調節(jié):軋制速度的變化會影響到張力、溫度和摩擦系數(shù)等因素的變化，所以可以通過調節(jié)速度來實現(xiàn)對厚度的調節(jié)。一般來說，速度越高，厚度越小，速度越低，厚度越大。實際的厚度控制系統(tǒng)中包