摘要：随着国家经济的不断发展，对板带产品的质量和精度要求越加严格。厚度精度是板带产品的重要质量指标之一。基于此，文章简要结合轧机轧机厚度自动控制系统设计方面进行相关研究。在此基础上，选用PLC作为系统的控制器，将位移传感器测得的位移量经A/D转换送给PLC来控制步进电机，从而控制阀，通过轧制力改变辊缝厚度实现轧机厚度控制。
关键词：轧机；厚度；控制系统；设计
1 引言
轧机又称轧铝机，轧铝机主要是在旋转的轧辊之间对铝件进行轧制的机械，轧铝机一般包括主要设备（主机）和辅助设备（辅机）两大部分。轧铝机按轧辊的数目分为二辊，三辊式，四辊式和多辊式，轧铝机通常简称为轧机。而板带厚度精度是板带材的两大质量指标之一，板带厚度控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。铝纵向厚度不均是影响产品质量的一大障碍，因此，轧机的一项重要课题则是铝厚度的自动控制方面。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。实现厚度自动控制的系统称为“AGC"。
2 轧机产生厚差的原因分析
近年来我国从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机，其关键技术主要就是高精度的板带厚度控制和板形控制。板带厚度精度影响着相关金属的节约、构件的重量以及强度等使用性能，为了获得高精度的产品厚度，AGC系统必须具有高精度的压下调节系统及控制系统的支持。
在轧制的过程中，其压力是主要的动力，轧机产生一定的弹性形变，总变形量在4mm左右。这个变形量则是影响轧制产品精度的主要因素，因为轧制形变影响到开口度和辊型。当轧制压力比较小时，因轧机零件之间接触面的不平整，轧机弹性形变与轧制的压力的关系是非线性的；在轧制的压力达到一定后，轧机弹性形变就与轧制的压力呈现出线性相关性。在轧制的外界条件发生变化时，其塑性刚度系数会发生变化，进而影响到产品出口的厚度精度。对于轧机而言，其产生厚差的原因主要可以分为：
2.1轧机方面原因
轧辊热膨胀和磨损、轧辊弯曲、轧辊偏心和支撑辊轴承油膜厚度等都会产生厚度波动。它们都是在液压阀位置不变的情况下，使实际辊缝发生变化，从而导致轧出的铝厚度产生波动。
2.2轧件方面原因
厚度偏差会直接受到坯料尺寸变化的影响。它包括来料宽度不均和来料厚度不均的影响。
2.3轧制工艺方面原因
轧制时前后张力的变化、轧制速度的变化等方面。
板材中板带材是宽厚比很大的矩形断面金属材，主要是用于轧制方法生产，且用于冲制各种零部件，用途极其广泛，板带材可根据需要裁剪、弯曲、冲压和焊接成各种构件和制品。高速连续式的板带轧机和宽厚板扎机的迅速发展，使板带材成本降低，质量提高，工业发达国家的板带铝产量占总产量的比重逐年增加，因此对其要求厚度精度十分严格，同时板型也要符合要求，从而能进一步提高冲模寿命，降低不必要的损耗和增大冲压材的精度，轧制产品的高精度是轧铝技术发展的重要趋势之一。
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2.4温度变化会对板铝厚度产生波动性的影响
其实质就是温度差造成铝的热胀冷缩，进而引起厚度的偏差；厚度发生变化还有张力对其的影响，张力影响应力，应力能够改变金属抗力，这就会产生厚度变形；辊缝的变化也会对厚度产生一定的影响，由于轧机部件在生产运行中会产生摩擦，摩擦生热就会使部件热膨胀，这就会使轧辊偏心导致辊缝变化，从而影响到产品出口厚度的偏差出现。
3 轧机厚度自动控制系统设计分析
厚度自动控制AGC（Automatic Gauge Control）是指铝轧机在轧制过程中通过动态微调使铝板纵向厚度均匀的一种控制手段。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。
厚度控制系统是控制厚度精度的重要保障。这个系统具有最佳的工艺参数，对现有的工艺进行了改良，从而将产品的质量提高了一个层次。
入口厚度偏差的前馈控制、整体厚度的控制以及出口偏差的反馈控制或厚度监控。自动张力控制系统穿带期间是通过调节辊缝来适应缺乏前张力的影响，此时，为了避免出现穿带期间出现轧辊打滑现象，提供点击的速度方面的补偿。正常情况下，保持轧制的压力不变是最理想的状态，由于轧机的速度难以进行改变，需要要通过轧机辊缝的调整来实现自动张力的控制，尽量保持压力的稳定，压力的稳定对产品板型的影响比较好。
3.1 轧制规程计算
轧制规程计算要应用由OPS人工干预输入的原料厚度、宽度、品种以及成品的目标厚度，或者由三级计算机进行传送，然后通过冷轧工艺的模型以及相应的系统参数来计算出最终产品的轧制厚度，还要计算出高速压制条件下的变形抵抗力、零件之间的摩擦系数、辊缝的大小、电动机的功率等设计参数。这些参数的确定一定要经过精确计算，否则，其产品质量就上得不到保证。
3.2 设定计算
设定计算包括轧制参数的设定计算以及横移设定的计算。前者要计算出低速情况下的摩擦系数、轧制的压力、辊缝的大小、抵抗变形力的大小等数据，除此之外，要确定冷连轧机组的速度和张力的制度。设定计算的程序除了以上的计算数据以外，还要对自动化所需要控制的数据进行计算，如：AGC的工作模式、轧机的倾料计算等。为了保证在生产运行中的安全性，减少一些事故的发生，还需要对轧机在低速或者高速运行状态下的某些工艺参数做进一步的确定、校核，尤其是在极限值的确定计算校核上，当发现有超出极限的情况出现时，一定要及时地进行修正计算。
3.3程序的触发
程序触发主要是当原料铝卷进入轧机之前，在生产线不同位置时，模型系统根据跟踪程序的指令触发设定计算程序。当原料铝的PDI数据被接收时，模型系统第一次被触发，随着轧制过程的进行，目标铝初始数据有可能需要人为修改。除此之外，工艺设定计算所需要的模型参数可能随着轧制过程的进行而变化，因此模型系统的计算也要随情况的变化而发生变化。
4 结语
总而言之，本文主要通过针对轧机厚度方面，在进行了大量的理论研究与资料查询的基础上，针对其厚度控制的系统设计进行相关简要阐述。其对轧机厚度自动控制系统的研究仅是起了抛砖引玉的作用，还有许多方面考虑的可能不够全面，如一些波动没考虑到，控制精度差等，且很多控制参数需要在工程进一步调试的过程中完善修正。
参考文献
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论文作者:牟雨婷,赵鹏,贾景羊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：厚度论文; 轧机论文; 轧辊论文; 偏差论文; 精度论文; 系统论文; 压力论文; 《电力设备》2018年第24期论文;